(共66张PPT)
第2章 细胞工程
第3节 胚胎工程
一 胚胎工程的理论基础
课标要点 学法指导
1．阐述哺乳动物的受精过程
2．简述哺乳动物的胚胎发育过程及其主要特点
3．认同胚胎工程建立及发展的意义 1．结合教材哺乳动物受精过程示意图，理解受精过程 (科学思维)
2．结合哺乳动物早期胚胎的发育过程图，理解胚胎发育过程及各时期的特点 (科学思维)
3．结合受精过程和胚胎发育过程，理解胚胎工程的建立及其意义(社会责任)
知识导图
课前·新知导学
胚胎工程的概念
1．胚胎工程的概念：指对____________、__________或早期胚胎细胞进行的多种____________和处理，然后将获得的________移植到________动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
2．胚胎工程技术包括_____________、_____________和胚胎分割等。
生殖细胞
受精卵
显微操作
胚胎
雌性
体外受精
胚胎移植
胚胎工程操作的对象是什么？
_____________________________________。
【答案】生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
胚胎工程的技术有 ( )
①胚胎移植 ②核移植 ③胚胎分割 ④体外受精
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【答案】C
【解析】胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术，核移植技术属于动物细胞工程技术，C正确。
受精过程
1．概念
指精子和卵子结合形成__________(即受精卵 )的过程，包括____________________和_____________。
合子
受精前的准备阶段
受精阶段
2．受精过程
获能
MⅡ期
透明带
卵细胞膜
雌、雄原核
受精过程中防止多精入卵的屏障有哪些呢？
_____________________________________。
【答案】防止多精入卵的屏障有两个：透明带反应和卵细胞膜反应
下列关于体内受精过程的顺序，正确的是 ( )
①核膜消失，雌、雄原核融合 ②释放第二极体 ③穿越透明带 ④雌、雄原核的形成
A．①②③④ B．③②①④
C．④②①③ D．③②④①
【答案】D
胚胎早期发育
1．卵裂期
胚胎发育的早期有一段时间是在__________内进行的，这一时期称为卵裂期。
(1)场所：最初在__________，后移入_________。
(2)分裂方式：___________。
(3)特点：细胞_________不断增加，每个细胞体积越来越______，胚胎的总体积_______________________。
透明带
输卵管
子宫
有丝分裂
数量
小
基本不变(或并不增加)
2．桑葚胚
当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的__________，形似________，叫作桑葚胚。
3．囊胚
(1)桑葚胚进一步发育，细胞逐渐________。
①内细胞团：聚集在胚胎一端的细胞，将来发育成胎儿的__________。
②滋养层细胞：沿透明带内壁扩展和排列的细胞，将来发育成________和_______。
细胞团
桑葚
分化
各种组织
胎膜
胎盘
(2)随着胚胎进一步发育，胚胎内部出现了含有液体的腔——________，此时的胚胎叫囊胚。
(3)囊胚进一步扩大，导致__________破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作________。
囊胚腔
透明带
孵化
4．原肠胚
(1)外胚层：原肠胚__________的细胞层。
(2)内胚层：原肠胚____________的细胞层。
(3)中胚层：原肠胚__________和__________之间的部分形成的。
表面
向内迁移
内胚层
外胚层
胚胎发育的起点是什么？胚胎发育的早期在哪里进行？
____________________________。
【答案】受精卵；输卵管
下列关于哺乳动物胚胎发育顺序排列正确的是 ( )
A．卵裂→囊胚→桑葚胚→原肠胚
B．卵裂→受精卵→囊胚→桑葚胚→原肠胚
C．受精卵→卵裂→囊胚→桑葚胚→原肠胚
D．受精卵→卵裂→桑葚胚→囊胚→原肠胚
【答案】D
课堂·重难探究
受精
[知识归纳]
1．卵泡的结构
2．受精分析
(1)受精的场所：雌性动物的输卵管。
(2)受精的过程
②受精阶段
过程 主要变化
精子穿越卵细胞膜外的结构 获能后的精子与卵子相遇时，精子释放出多种酶，溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，同时借助自身的运动接触卵细胞膜
透明带反应 透明带反应(防止多精入卵的第一道屏障)：精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
过程 主要变化
精子进入卵细胞膜 卵细胞膜反应(防止多精入卵的第二道屏障)：精子入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，阻止其他精子再进入卵内
雌雄原核形成 雄原核形成：精子入卵，尾部脱落，原有的核膜破裂，形成新的核膜，形成雄原核。
雌原核形成：被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核
雌雄原核融合 雌雄原核充分发育后，相向移动，彼此接触融合，形成一个含两个染色体组的合子(即受精卵)
3．受精过程中的“两大反应”和“两道屏障”
下图是哺乳动物受精过程示意图，请结合此图探究下列问题：
(1)哺乳动物受精的过程是怎样的？
(2)卵细胞防止多精入卵受精有哪些生理反应？其意义是什么？
(3)在实际胚胎工程操作中，受精的标志是什么？
提示：(1)精子穿越细胞膜外的结构，精子进入卵细胞膜，雌雄原核形成，雌雄原核融合。
(2)透明带反应，卵细胞膜反应。其意义是保证子代细胞中染色体数目正常。
(3)在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。
[对点精练]
1．(2023·广东潮州期中)哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎的发育规律是胚胎工程重要的理论基础。下列相关叙述错误的是 ( )
A．精子获能后，才具有与卵母细胞受精的能力
B．精子入卵后，透明带会迅速发生生理反应，阻止其他精子入卵
C．受精卵早期在透明带内进行卵裂，进一步发育形成桑葚胚
D．囊胚期的内细胞团将发育成胎儿的各种组织
【答案】B
【解析】刚排出的精子不能立即与卵子结合，必须在雌性动物的生殖道内获能后，才具有与处于MⅡ期的卵母细胞受精的能力，A正确；精子入卵后，卵细胞膜会发生一种称作卵细胞膜反应的生理反应，从而防止其他精子进入卵细胞，B错误；早期胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚，即受精卵早期在透明带内进行有丝分裂，进一步发育形成桑葚胚，C正确；胚胎干细胞是一类具有发育的全能性的细胞，可从桑葚胚或囊胚中分离获取，D正确。
2．(2023·广东云浮期末)受精是精子和卵子结合形成合子(受精卵)的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段，下图表示精子进入卵后发生的一系列变化过程，下列相关叙述错误的是 ( )
A．常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
B．图中X指透明带发生反应，“屏障”的作用是阻止其他精子入卵
C．图中Y指卵子的减数分裂Ⅱ，释放第二极体后，形成雌原核
D．精子入卵后尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜
【答案】B
【解析】精子入卵后，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核。 与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核，因此受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核，A正确。X表示卵细胞膜反应，是防止多精入卵的第二道屏障，B错误。Y表示卵子完成减数分裂Ⅱ并释放第二极体，C正确。精子入卵后尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，D正确。
【技巧归纳】受精过程的整体认识
[知识归纳]
1．胚胎早期发育的场所
输卵管和子宫。
2．胚胎早期发育的过程
(1)卵裂期：
①发生场所：透明带内。
②分裂方式：有丝分裂。
胚胎早期发育
③细胞特点：都是全能细胞。
④细胞各种数量的变化分析。
a．细胞数目、DNA总量、有机物种类增多。
b．每个细胞体积、有机物总量减少。
c．整个胚胎体积、每个细胞中DNA含量基本不变。
(2)囊胚期(具有囊胚腔)：
①内细胞团：将来发育成胎儿的各种组织。
②滋养层：将来发育成胎膜和胎盘。
③孵化：透明带破裂，胚胎从其中伸展出来。
(3)原肠胚(具有缩小的囊胚腔和扩大的原肠腔)
①外胚层：内细胞团表层的细胞形成，将来分化成表皮、感觉器官、神经系统等器官。
②内胚层：内细胞团向内迁移的细胞形成，将来分化成消化系统、呼吸系统、胰脏、肝脏等器官。
③中胚层：内、外胚层之间的细胞形成，除内、外胚层分化方向外，其余的器官都由中胚层分化而来。
下图是胚胎早期发育的流程图，请据图回答下列问题：
(1)早期胚胎发育分为哪几个阶段？
(2)胚胎发育过程中全能性最高的阶段、开始分化的阶段分别是什么时期？
(3)胚胎发育的营养物质来自哪里？
提示：(1)卵裂期、桑葚胚、囊胚、原肠胚。
(2)受精卵、囊胚。
(3)早期胚胎发育的营养物质来自卵子，后期通过胎盘从母体吸收营养物质。
[对点精练]
1．(2023·广东广州期中)下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述正确的是 ( )
A．受精完成并开始发育的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
B．受精卵在输卵管内进行卵裂形成桑葚胚的过程中，细胞数量增加但胚胎总体积并不增加
C．受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的，孵化后进入囊胚期阶段
D．胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化，随后发育形成三个胚层
【答案】B
【解析】在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体，说明卵细胞已经完成了受精，这是判断卵细胞是否受精的重要标志，不是判断开始发育的标志，A错误；形成的受精卵在输卵管内开始进行卵裂，卵裂过程中，每个细胞的体积不断缩小，细胞的总体积基本不变，故卵裂过程中细胞数量增加但胚胎总体积基本不增加，B正确；孵化是指囊胚从透明带出来，孵化后进入原肠胚阶段，C错误；细胞分化开始于囊胚时期，D错误。
2．(2023·广东茂名期中)下图为哺乳动物受精作用及胚胎发育示意图，a、b表示胚胎发育的两个不同时期。下列有关叙述错误的是 ( )
A．①过程发生了同源染色体的分离和自由组合
B．②过程细胞通过有丝分裂的方式增殖
C．a时期可分离得到胚胎干细胞
D．b时期会分化成三个胚层
【答案】A
【解析】①过程表示受精作用，而同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合发生在减数分裂过程中，A错误；②③④过程为早期胚胎发育阶段，细胞通过有丝分裂增殖，B正确；a时期表示囊胚期，此时期的胚胎中可以分离出胚胎干细胞，C正确；b时期表示哺乳动物的原肠胚期，此时期的胚胎会分化出三个胚层，D正确。
课堂·延伸提分
易错易混1：受精卵中染色体和遗传物质的来源剖析
受精卵是由精子和卵子结合而形成的，其染色体和遗传物质分别来源于精子和卵子。染色体只分布于细胞核中，因此，受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，一半来自卵子(母方)。遗传物质分为细胞核遗传物质和细胞质遗传物质，细胞核遗传物质一半来自精子(父方)，一半来自卵子(母方)；由于受精时，精子的头部插入了卵细胞内，尾部留在了外面，因此，细胞质遗传物质几乎全部来自卵子(母方)。其规律总结如下：
染色体的来源 一半来自精子(父方)，一半来自卵子(母方)
遗传物
质的来源 细胞核遗传物质 一半来自精子(父方)，一半来自卵子(母方)
细胞质遗传物质 几乎全部来自卵子(母方)
例1 下列有关受精作用的叙述错误的是 ( )
A．合子中全部的遗传物质一半来自父方，一半来自母方
B．受精时，精子和卵细胞的染色体会合在一起
C．合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方
D．合子中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相同
【答案】A
【解析】由于受精卵中的细胞质主要来自卵细胞，所以细胞质中的遗传物质主要来自卵细胞，A错误；受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，B正确；受精卵中染色体的数目一半来自精子，一半来自卵细胞，C正确；受精时，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，D正确。
错因分析：此题做错的原因有以下几个方面：一是对受精过程不清楚，在受精的过程中，只是精子的头部插入卵子的细胞膜内，尾部留在了外面；二是对染色体的分布位置没有掌握，染色体只分布在细胞核中，细胞质中没有分布；三是对遗传物质的分布认识不到位，遗传物质主要分布在细胞核中，少量分布在细胞质中。
易错易混2：卵裂期胚胎内细胞或物质的变化规律
卵裂期细胞的分裂方式是有丝分裂，其细胞的数目和体积、细胞内各种物质的含量会发生一些变化，变化规律总结如下：
项目 变化规律
细胞数目 增多
每个细胞的体积 减小
DNA的总量 增多
每个细胞内的DNA总量 不变
有机物的总量 减少
有机物的种类 增多
细胞所含的能量 减少
例2 如图表示某哺乳动物的受精卵发育至桑葚胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、物质种类、有机物总量、所有细胞体积之和的变化趋势，其中正确的是 ( )
A．①②③
B．①③④
C．①②④⑤
D．②③④⑤
【答案】A
【解析】受精卵发育至桑葚胚的过程中，主要是通过卵裂(有丝分裂)实现的，每一次分裂都发生染色体的复制，从分子水平来看，它包括DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，所以随细胞数目呈指数增长，DNA分子的总量也呈指数增长，①正确；在卵裂过程中，细胞的数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，所以每个细胞的体积在逐步变小，②正确，⑤错误；从受精卵发育至桑葚胚的过程中，由于细胞通过细胞呼吸消耗有机物，而且不能从外界吸收有机物，因此胚胎中有机物的总量减少，但种类增加，③正确，④错误，A符合题意。
错因分析：此题考查胚胎早期发育过程细胞的数目、体积，细胞内各种物质的含量变化规律。此题做错的原因：一是对卵裂期细胞的分裂方式识记不清，对细胞分裂过程中细胞中DNA的含量变化掌握不准确；二是对卵裂期胚胎的体积变化记忆不清，对细胞的体积变化无法判断；三是对卵裂期细胞分裂过程需要消耗有机物供给能量认识不清。
解题技巧：图像分析题的解题方法
例3 下图表示哺乳动物胚胎发育过程的两个阶段，请据图回答问题：
(1)写出这两个阶段的名称：
A：____________，B：____________。
(2)写出图中各标号的名称：
[1]__________，[2]__________，[3]________，[4]________。
(3)A时期的细胞具有发育上的________性，B时期开始出现________，[1]将来发育成________，[2]将来发育成____________。
(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只能由一个精子和卵子结合的生理基础是________________________________。
【答案】(1)桑葚胚 囊胚
(2)滋养层 内细胞团 透明带 囊胚腔
(3)全能 细胞分化 胎膜和胎盘 胎儿的各种组织
(4)透明带反应和卵细胞膜反应
审题流程：
第一步 阅读题干，提取信息
题图“表示哺乳动物胚胎发育过程的两个阶段”，从胚胎工程的理论基础分析，表示的是胚胎发育两个阶段。
第二步 观察图像，对接教材
根据图像特点，弄清考查知识点，对接教材知识。
图像A外层是透明带，内层是致密的细胞团，形似桑葚，表示桑葚胚；图像B外层的透明带断裂，出现了一个腔，表示囊胚；与教材第2章第3节《胚胎工程》密切联系。胚胎发育的阶段有受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚。每个阶段胚胎都有不同的特点，桑葚胚细胞具有全能性，囊胚出现了细胞的分化，其中内细胞团将来发育成各种组织，滋养层细胞发育成胎膜和胎盘，原肠胚有了三个胚层的分化，逐渐分化成各种组织、器官。
第三步 结合小题，逐个突破
逐个小题分析，结合教材知识进行解答。(1)图中A是桑葚胚，B是囊胚。(2)图B中1是滋养层，2是内细胞团，3是透明带，4是囊胚腔。(3)桑葚胚细胞具有全能性；囊胚期开始出现细胞分化，分化为滋养层细胞和内细胞团细胞；内细胞团将发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将发育为胎膜和胎盘。(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子之所以由一个精子和卵子结合而成，是因为精子和卵子结合时发生了两个生理反应，阻止了多个精子入卵，这两个反应是透明带反应和卵细胞膜反应。
小练·素养达成
1．(2023·广东揭阳期中)下列关于哺乳动物体内受精的叙述，正确的是 ( )
A．卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
B．受精一般是在输卵管内完成的，而胚胎的发育一直是在母体子宫内进行的
C．精子和卵子受精时，两者均已完成了减数分裂
D．精子接触卵细胞膜时，透明带会发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带
【答案】D
【解析】卵细胞形成时的分裂过程不都在卵巢内完成，其减数第二次分裂在输卵管中完成，A错误；体内受精是在输卵管里进行的，早期胚胎有一段时间的发育是在输卵管内进行的，但主要是在母体子宫里进行的，B错误；精子入卵后，被激活的卵子才完成减数第二次分裂，C错误；精子接触卵细胞膜时，会发生透明带反应，阻止后来的精子进入透明带，D正确。
2．(2023·广东名校阶段练习)下列有关动物早期胚胎发育过程的说法，错误的是 ( )
A．卵裂过程中细胞体积减小，有机物的种类不断下降
B．桑葚胚期，细胞暂未分化，此时的细胞具有发育的全能性
C．卵裂过程是在透明带内完成的，进行的是有丝分裂
D．内、外两个胚层在原肠胚期形成
【答案】A
【解析】卵裂过程中每个细胞的体积减小，代谢增强，有机物的总量不断下降，A错误；桑葚胚期的细胞暂未分化，具有发育的全能性，B正确；卵裂过程是在透明带内完成的，进行的是有丝分裂，C正确；原肠胚期会形成内、外两个胚层，同时也会形成中胚层和原肠腔，D正确。
3．(2023·广东汕头期中)受精过程的顺序为 ( )
①第一次卵裂开始 ②释放第二极体 ③顶体反应 ④穿越透明带 ⑤雌、雄原核的形成 ⑥核膜消失，雌、雄原核融合
A．①②③④⑤⑥ B．③②④⑤⑥①
C．④⑤②①③⑥ D．③④②⑤⑥①
【答案】D
【解析】受精阶段主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，雌雄原核形成和融合，其过程为：顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用) →卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失，雌、雄原核融合形成合子→ 第一次卵裂开始，选D。
4．(2023·广东名校阶段练习)关于哺乳动物胚胎发育顺序排列正确的是 ( )
A．囊胚→受精卵→桑葚胚→原肠胚→组织、器官分化
B．受精卵→囊胚→桑葚胚→原肠胚→组织、器官分化
C．桑葚胚→受精卵→囊胚→原肠胚→组织、器官分化
D．受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织、器官分化
【答案】D
【解析】高等动物胚胎发育过程：受精卵首先通过卵裂形成32个细胞的桑葚胚，桑葚胚细胞再增殖分化形成具有囊胚腔的囊胚，囊胚继续分化形成具有三个胚层分化的原肠胚，然后出现组织器官的分化，最后形成幼体。故哺乳动物胚胎发育顺序为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→组织、器官分化，故选D。
5．下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是 ( )
A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育
B．卵子的卵细胞膜和透明带间隙中出现2个极体标志着a过程结束
C．b过程中细胞的核质比逐渐增大
D．孵化后的囊胚已经出现细胞分化，滋养层已发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
【答案】C
【解析】胚胎发育是指受精卵到幼体，胚后发育是指幼体到成体，因此图中①过程属于胚胎发育，②过程不能表示胚后发育，A错误；卵子的卵细胞膜和透明带间隙中出现2个极体标志着发生受精作用，精子和卵子的细胞核融合标志着a(受精作用)过程结束，B错误；b为卵裂期，该过程中胚胎体积不变甚至略微缩小，而细胞数目不断增多，因此细胞体积变小，细胞的核质比逐渐增大，C正确；孵化后的囊胚已经出现细胞分化，出现滋养层细胞和内细胞团细胞，其中滋养层细胞可用于性别鉴定，其将发育成胎膜和胎盘，D错误。(共84张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
一 动物细胞培养
课标要点 学法指导
1．阐明动物细胞培养的条件及过程
2．说出干细胞的培养种类及特点
3．举例说出干细胞的应用 1．结合教材描述和插图理解动物细胞培养的条件(科学思维)
2．构建动物细胞培养的流程图，区分原代培养和传代培养(科学思维)
3．结合教材插图理解干细胞的种类、特点及应用(生命观念、科学思维、社会责任)
知识导图
课前·新知导学
动物细胞培养的条件
1．动物细胞培养的概念
从动物体中取出相关的组织，将它分散成____________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞________和________的技术。
单个细胞
生长
增殖
2．动物细胞培养的条件
(1)营养：动物细胞培养所需的营养有_________、氨基酸、无机盐、维生素等，将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为____________。通常需要在培养基中加入________等一些天然成分。
(2)无菌、无毒的环境：对________和所有__________进行无菌处理以及在__________下进行操作。培养液需要__________，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
糖类
合成培养基
血清
培养液
培养用具
无菌环境
定期更换
(3)温度、pH和渗透压
①适宜的温度条件：________±0.5 ℃。
②适宜的pH条件：__________。
③CO2的主要作用是维持______________。
36.5 ℃
7.2～7.4
培养液的pH
动物细胞培养液中为什么要加动物血清？
_____________________________________。
【答案】血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等物质，而且还含有多种未知的促生长因子，能促进细胞的生长、增殖
一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下哪些条件？ ( )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血清 ④温度与动物体温相近 ⑤需要O2，不需要CO2 ⑥需要O2和CO2
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
【答案】D
【解析】动物细胞培养的条件有适宜的营养、无菌和无毒的环境、温度、pH和渗透压、气体环境等。其中合成培养基中通常要加入血清，温度条件为36.5 ℃±0.5 ℃，所需的气体有O2和CO2，CO2的主要作用是调节培养液中的pH。
动物细胞培养的过程
1．原理
____________。
2．过程
取动物组织块→剪碎→用_________________________处理，将组织分散成___________→制成___________→放入培养瓶中在__________进行培养。
细胞增殖
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
单个细胞
细胞悬液
适宜环境
3．细胞贴壁和接触抑制
对动物细胞进行培养时，大多数细胞往往贴附在培养瓶的________上才能生长增殖，这种现象称为__________。当贴壁细胞分裂生长到________________时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的__________。
4．原代培养和传代培养
动物组织经处理后的初次培养称为__________，分瓶后的细胞培养称为__________。
瓶壁
细胞贴壁
表面相互接触
接触抑制
原代培养
传代培养
动物细胞培养前为什么要将动物组织分散成单个细胞？
_____________________________________。
【答案】分散后细胞能与培养液充分接触，更易进行营养物质的吸收和代谢废物的排出
下列动物细胞培养过程中属于原代培养的是 ( )
A．用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程
B．从机体取得细胞后立即进行培养的过程
C．出现接触抑制现象后取下的细胞的培养过程
D．哺乳动物细胞在培养基中的贴壁生长过程
【答案】B
【解析】用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程，可以是原代培养，也可以是传代培养，A错误；原代培养是指从动物机体组织取得细胞后立即培养，直到细胞出现接触抑制为止，从机体取得细胞后立即进行培养过程是原代培养，B正确；出现接触抑制现象后，接去下的细胞的培养过程是传代培养，C错误；动物细胞具有贴壁生长的特点，这与原代培养的定义无关，D错误。
干细胞培养及其应用
1．干细胞的种类
_____________和____________等。
2．胚胎干细胞
存在于____________中，具有________为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有______________甚至个体的潜能。
胚胎干细胞
成体干细胞
早期胚胎
分化
组织和器官
3．成体干细胞
(1)概念：成体______________内的干细胞。
(2)种类：骨髓中的______________、神经系统中的_____________和睾丸中的________________等。
(3)特点：成体干细胞具有______________，只能分化成特定的______________，不具有__________________的能力。
组织或器官
造血干细胞
神经干细胞
精原干细胞
组织特异性
细胞或组织
发育成完整个体
4．诱导多能干细胞
(1)概念：诱导多能干细胞(简称iPS细胞)是通过体外诱导成纤维细胞，获得的类似______________的一类细胞。
(2)应用前景：诱导过程无需破坏胚胎，不涉及伦理问题；iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免___________反应。因此应用前景优于胚胎干细胞。
胚胎干细胞
免疫排斥
5．应用
(1)将正常的______________移植到病人体内，恢复病人的______和免疫功能，用来治疗白血病等疾病。
(2)______________在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病方面(如帕金森病、阿尔茨海默病等)有重要的应用价值。
(3)用____________治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。
造血干细胞
造血
神经干细胞
iPS细胞
神经干细胞为什么不具有发育成完整个体的能力？
_____________________________________。
【答案】神经干细胞是一种专能干细胞，已经有了很高程度的分化，而细胞分化具有不可逆性，故神经干细胞不具有发育成完整个体的能力
判断下列叙述的正误。
(1)干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。 ( )
(2)根据干细胞的分化程度可将干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和造血干细胞。 ( )
(3)动物胚胎的每一个细胞都是胚胎干细胞。 ( )
【答案】(1)√ (2)× (3)×
(4)胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化为成年动物体内任何一种组织细胞。 ( )
(5)成体干细胞可以分化成特定的组织或器官，也具有发育成完整个体的能力。 ( )
【答案】(4)√ (5)×
课堂·重难探究
动物细胞培养的条件
[知识归纳]
[对点精练]
1．(2023·广东珠海期末)研究小组为测定某药物对体外细胞培养的毒性，用不同浓度的药物溶液对动物肝细胞进行培养。下列有关该实验的叙述中正确的是 ( )
A．用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理肝组织来制备肝细胞悬液
B．恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右可促进细胞呼吸
C．培养液中添加多种抗生素以保证细胞培养所需的无毒环境
D．可以通过检测各组细胞的存活率来反映该药物的毒性
【答案】D
【解析】在利用肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶处理，不能使用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用，但这样的环境不适于细胞生存，A错误；恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以维持培养液的pH，B错误；抗生素是用来杀菌的，不是杀毒的，C错误；可以通过检测各组细胞的存活率来反映该药物的毒性，D正确。
2．(2023·广东肇庆期末)利用动物细胞培养技术可获得大量细胞。下列有关叙述错误的是 ( )
A．动物细胞培养包括原代培养和传代培养
B．培养过程需在含95%O2和5%CO2的混合气体环境中进行
C．培养基需定期更换，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害
D．操作过程需在无菌、无毒的环境中进行
【答案】B
【解析】动物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入CO2培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入CO2培养箱培养，故动物细胞培养包括原代培养和传代培养，A正确；培养过程需在含95%空气和5% CO2的混合气体环境中进行，B错误；动物细胞培养时，除保证环境是无菌、无毒外，还必须定期更换培养液，以防止细胞代谢物积累对细胞自身造成的伤害，C、D正确。
[知识归纳]
1．动物细胞培养的原理
细胞增殖。
2．动物细胞培养的过程
动物细胞培养的过程
(1)动物的组织块大部分取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，这是因为这些器官或组织中的细胞生命力旺盛，分裂能力强。
(2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块，使细胞分散开来，不能用胃蛋白酶，主要是因为pH不合适。使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能消化细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。
(3)动物细胞的整个培养过程中多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶，第一次使用的目的是使组织细胞分散开；传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，便于分瓶后继续培养。
(4)一般而言，动物细胞培养不需要经过脱分化过程。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞的方法，使其分化成所需要的组织或器官。
1．多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中。体外进行的动物细胞培养需要什么样的条件？
提示：①充足的营养，②无菌、无毒的环境，③适宜的温度、pH和渗透压，④气体环境。
2．胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什么成分？
提示：用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
3．培养过程中出现了什么现象？
提示：动物细胞培养过程中有两种特殊现象：贴壁生长和接触抑制。贴壁生长即悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上生长的现象；接触抑制是当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。
4．培养过程中包括有原代培养和传代培养，什么是原代培养和传代培养，两者有什么区别？
提示：原代培养是动物组织经胰蛋白酶处理后的初次培养。原代培养的细胞由于接触抑制不再分裂，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理后，再分瓶培养，让细胞继续增殖，这种培养叫传代培养。可见，划分原代培养和传代培养的界线是以分瓶为界，即配制细胞悬液后转入培养液中的第一次培养为原代培养，分瓶后的培养(无论再分瓶多少次)均为传代培养。
[对点精练]
1．(2023·广东深圳期中)下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是 ( )
A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D．步骤④培养过程中不会发生细胞贴壁
【答案】C
【解析】动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞贴壁，D错误。
2．(2023·广东番禺期中)海拉(HeLa)细胞是1951年从一位患宫颈癌的美国病人身上分离出来的宫颈癌细胞，该病人已经去世，但海拉细胞直到今天还在被用于科学研究。下列说法正确的是 ( )
A．海拉细胞可在体外大量增殖，在细胞培养过程中会出现接触抑制现象
B．将癌变的宫颈癌组织分散为单个的海拉细胞，可用胃蛋白酶处理
C．培养海拉细胞时，氧气是细胞代谢所必需的，可将培养皿置于含有95%的O2和5%的CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养
D．培养液还需定期更换，以便清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
【答案】D
【解析】海拉细胞为癌细胞，具有无限增殖的能力，但海拉细胞在体外增殖需要适宜的条件；在细胞培养过程中不会出现接触抑制现象，A错误。将癌变的宫颈癌组织分散为单个的海拉细胞，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，B错误。培养海拉细胞时，O2是细胞代谢所必需的，可将培养皿置于含有95%的空气加5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养，C错误。应定期更换培养液，以便清除代谢废物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，D正确。
【方法技巧】图解动物细胞培养过程
[知识归纳]
干细胞的培养及其应用
1．胚胎干细胞的分离途径
2．胚胎干细胞的特性与培养
胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，包括人类囊胚的内细胞团，具有胚胎细胞的特性。它能长期维持未分化状态，又有全能分化的潜能，在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型，在特定的环境诱导下，能分化成各类细胞。培养胚胎干细胞的关键是需要一种培养体系，这种体系必须能促进胚胎干细胞的生长，同时还要抑制胚胎干细胞的分化。
3．胚胎干细胞培养的过程
4．干细胞的种类
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞
举例 胚胎干细胞 造血干细胞 神经干细胞
特点 能形成机体的任何组织或器官甚至完整个体 能分化成多种细胞或组织，但不能发育成完整的个体 只能分化成某一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞
名称 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞
应用 用于病人的器官移植等 通过造血干细胞移植治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病 神经干细胞用于治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病等
干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等，干细胞的培养成功是动物细胞培养领域的重大成就之一。目前胚胎干细胞是胚胎工程的前沿课题之一，也是当今生命科学研究的热门课题之一。阅读教材，结合图示思考下列问题。
1．胚胎干细胞的来源
哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是从__________或原始性腺中分离出来的一类细胞。
提示：早期胚胎
2．胚胎干细胞的特性
(1)具有发育的__________，可诱导分化为各种组织细胞。
(2)在某些特定的条件下，体外培养的ES细胞可以增殖而不发生________。
提示：(1)全能性 (2)分化
3．胚胎干细胞的应用有什么局限性？
提示：胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制它在医学上的应用。
4．什么是诱导多能干细胞？它在医学应用上有什么优势？
提示：诱导多能干细胞(简称iPS细胞)是通过体外诱导成纤维细胞等获得的类似胚胎干细胞的一类细胞。因为诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
[对点精练]
1．日本京都大学的教授将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达，使这个细胞成为具有类似干细胞功能的多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术在人体细胞中实验示意图，据图分析下列说法正确的是 ( )
A．iPS细胞与肌肉细胞有相同的遗传物质，关键基因在肌肉细胞中能复制、转录和翻译
B．过程①②③是基因选择性表达的结果，图示过程体现了iPS细胞具有全能性
C．用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应
D．4个关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境，使iPS细胞功能趋向专门化
【答案】C
【解析】肌肉细胞中无关键基因，因此与iPS细胞的遗传物质不同，A错误；iPS细胞是诱导多能干细胞，具有分化成多种细胞的潜能，但iPS细胞不能分化成各种细胞或产生完整生物体，图示过程不能体现iPS细胞具有全能性，B错误；用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应，C正确；由图可知，4个关键基因的表达使肌肉细胞发生了脱分化，使iPS细胞功能趋向多能化，D错误。
2．已故物理学家霍金曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症(俗称“渐冻症”)。有研究表明该病是由于突变的基因导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动。最新研究发现，利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是 ( )
A．诱导iPS细胞分化成的多种细胞中核酸相同，蛋白质却不完全相同
B．诱导iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多
C．将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换，可以起到良好治疗作用
D．植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可在一定程度改善“渐冻症”
【答案】A
【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此诱导iPS细胞分化成的多种细胞中DNA相同，但RNA不完全相同，A错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，这会导致细胞种类增多，B正确；若将控制运动神经元合成毒蛋白基因替换，或许可以起到治疗该病的作用，C正确；植入神经干细胞，恢复受损的运动功能，在一定程度上会使“渐冻症”病情改善，D正确。
课堂·延伸提分
易错易混：动物细胞培养与植物组织培养
动物细胞培养、植物组织培养分别是动物细胞工程、植物细胞工程中比较重要的工程技术，两者在很多方面都有相似之处，但又有区别，比较列表如下：
项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 植物细胞的全能性 细胞的增殖
培养基 类型 固体培养基 液体培养基
成分 蔗糖、氨基酸、矿质元素、维生素、水、琼脂、植物激素等 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等
项目 植物组织培养 动物细胞培养
取材 植物幼嫩器官、组织或细胞 幼龄动物的器官、组织或早期胚胎
结果 植物个体或新的组织，可以体现全能性 获得细胞或细胞产物，不形成个体，不体现全能性
应用 植物的快速繁殖；作物脱毒；单倍体育种；突变体的利用；细胞产物的工厂化生产等 人造皮肤的构建；细胞分泌蛋白的规模化生产等
相同点 两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖；均为无菌操作；需要适宜的温度、pH等条件
例1 下列关于动物细胞培养与植物组织培养的叙述正确的是 ( )
A．都需要在无菌条件下进行
B．都需要用相应的酶分散成单个细胞
C．培养的原理都是细胞的全能性
D．都使用液体培养基，动物细胞培养时还需要添加血清
【答案】A
【解析】动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌操作，以防止杂菌污染，A正确；动物细胞培养要用到胰蛋白酶分散成单个细胞，而植物组织培养过程不需要，B错误；动物细胞培养的原理是细胞增殖，植物组织培养的原理是细胞的全能性，C错误；动物细胞培养使用液体培养基，还需要添加血清，植物组织培养使用固体培养基，还需要添加植物激素，D错误。
错因分析：一是对动物细胞培养与植物组织培养的操作条件掌握不清，两者都是在无菌条件下进行的；二是对动物细胞培养与植物组织培养的材料处理不清，前者动物组织在培养前要用剪刀剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液后，再进行培养，后者直接利用外植体进行接种；三是两者的培养原理和培养基的性质和成分区分不清，前者利用细胞增殖的原理，用的是液体培养基，培养时需要加入动物血清，后者利用植物细胞的全能性，用的是固体培养基，培养时需要加入植物激素。
解题技巧：实验方案的补充和完善
例2 食品保鲜剂——青鲜素能抑制植物细胞生长与分裂从而抑制发芽，被用于蔬菜的保鲜，但其残留会损害人体健康。科研人员以小兔为实验材料，用“动物细胞培养技术”对青鲜素毒害性进行了检测。
(1)请完善检测青鲜素毒性的实验：
主要实验步骤：
第一步：取大小相同的六个培养瓶编号为1～6，分别加入等量的相同培养液和小兔细胞。
第二步：向1号培养瓶中加入生理盐水，向2～6号培养瓶中分别加入_____________________________________。
第三步：在相同且适宜条件下培养一段时间后，取样制成临时制片，用显微镜观察_____________________________________，
____________________________。
结果如下表：
培养瓶编号 1 2 3 4 5 6
添加剂中青鲜素浓度/(mg/L) 水 10 30 90 270 810
变异细胞比例 0 0 1/106 1/106 2/106 8/106
(2)分析表中数据可得出结论：__________________________。
(3)该实验检测有毒物质毒性的指标是______________________，所用培养液中需要加入的特殊营养成分是________。
【答案】(1)等量的不同浓度(10、30、90、270、810 mg/L)的青鲜素溶液 记录变异细胞的数目 统计变异细胞百分比
(2)低浓度的青鲜素毒性很小，浓度90 mg/L以上毒性增加明显
(3)变异细胞占全部培养细胞的百分数(或变异细胞比例) 血清
审题流程：
第一步 解读题干，提取有用信息
题干“青鲜素残留会损害人体健康 ，科研人员以小兔为实验材料，用动物细胞培养技术对青鲜素毒害性进行检测”。提取有用的信息：①青鲜素残留会损害人体健康；②实验对象是小兔；③实验方法是动物细胞培养技术；④实验目的是检测青鲜素的毒害性。
第二步 结合实验分析方法，迁移应用
结合实验结果，分析实验的自变量是青鲜素的浓度，实验的因变量是变异细胞的比例。实验步骤的设计一般分为三步：第一步，取材、分组、编号。取材要具有统一性，如取相同的(或生理状态相同的)动物或植物；分组要具有随机性，如随机均分成若干组；编号要具有科学性，如编号为甲组、乙组、丙组等。比如本实验中取大小相同的六个培养瓶编号为1～6，分别加入等量的相同培养液和小兔细胞。
第二步，设置对照，即分组施加实验变量，实验组施加实验变量(即施加自变量)，对照组不施加实验变量(注意遵循等量原则)。比如本实验中向1号培养瓶中加入生理盐水，向2～6号培养瓶中分别加入等量的不同浓度的青鲜素溶液。第三步，在相同且适宜条件下培养(或饲养、或静置)一段时间，观察或记录(确定观察指标)。比如本实验中在相同且适宜条件下培养一段时间后，取样制成临时制片，用显微镜观察，记录变异细胞的数目，统计变异细胞百分比。
第三步 结合实验结果分析，得出实验结论
结合表中实验结果，得出实验结论：低浓度的青鲜素毒性很小，浓度90 mg/L以上毒性增加明显。该实验检测有毒物质毒性的指标是变异细胞占全部培养细胞的百分数，所用培养液中需要加入的特殊营养成分是血清。
实验步骤的设计小结：
1．取材、分组、编号。为排除无关变量对实验的干扰，取材要具有统一性，分组要具有随机性，编号要具有科学性。
2．设置对照即实验变量的施加。对照组和实验组施加变量时注意“等量”二字。
3．培养观察或记录。为排除无关变量对实验的干扰，对照组和实验组应在相同且适宜条件下培养，观察或记录时要确立观察或测量指标，观察指标或测量指标要具有可观测性。
小练·素养达成
1．(2023·广东珠海期末)下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是 ( )
A．两者所用培养基的营养成分不完全相同
B．培养前都要用酶处理组织以得到单个细胞
C．前者可使细胞增殖，后者可产生新的植株
D．前者可检测有毒物质，后者可使植物脱去病毒
【答案】B
【解析】动物细胞培养和植物组织培养所用培养基的营养成分不完全相同，A正确；动物细胞培养前要用酶处理组织以得到单个细胞，但是植物组织培养不需要，B错误；动物细胞培养可使细胞增殖，植物组织培养可产生新的植株，C正确；动物细胞培养可检测有毒物质，植物组织培养可使植物脱去病毒，D正确。
2．(2023·广东东莞期末)骨髓间充质干细胞(BMSC) 在某些诱导剂作用下可分化成心肌细胞，在心脏类疾病的治疗中拥有广阔的应用前景。科研人员从大鼠体内分离出BMSC并进行多代培养，通过检测细胞中基因的表达产物可以判断细胞的分化方向。下列叙述错误的是 ( )
A．在CO2培养箱中培养BMSC细胞时，CO2的主要作用是维持培养液的pH
B．原代培养的BMSC出现接触抑制时，需用胃蛋白酶处理并分瓶培养
C．培养BMSC时需定期更换培养液，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
D．BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能
【答案】B
【解析】动物细胞培养时，气体条件需要有95%空气和5%的CO2，CO2的作用是维持培养液的pH, A正确；动物细胞培养的pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此条件下会变性失活，故原代培养的BMSC出现接触抑制时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并进行分瓶培养，B错误；为防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，培养BMSC时需定期更换培养液，C正确； BMSC与诱导多能干细胞都是具有分裂能力的细胞，且具有一定的分化潜能， 故能在某些诱导剂作用下分化成心肌细胞，D正确。
3．(2023·广东清远期末)小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞在进行体外培养时，细胞周期基本相同，但小鼠的这种上皮细胞在培养时，呈现扁平不规则多角形，且贴附在培养瓶内壁上；而该种淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列有关叙述错误的是 ( )
A．两种细胞的细胞周期基本相同，相同时间分瓶培养所获得的两种细胞数目一定相同
B．对培养液和所有培养用具进行灭菌处理可以形成无菌的培养环境
C．使用合成培养基培养动物细胞时通常需要添加血清等天然成分
D．若要观察判断细胞是否具有接触抑制现象，则选择培养小鼠的上皮细胞更易达到目的
【答案】A
【解析】据题意分析，两种细胞的细胞周期基本相同，但培养淋巴细胞不会出现接触抑制现象，所以相同次数分瓶培养所获得的两种细胞数目不一定相同，A错误；要保证培养液处于无菌、无毒的环境，对培养液和所有培养用具进行灭菌处理可以形成无菌的培养环境，B正确；使用合成培养基培养动物细胞时通常需要添加血清等天然成分，以利于动物细胞生长，C正确；小鼠上皮细胞在培养时，呈现扁平不规则多角形，且贴附在培养瓶内壁上，所以选择培养小鼠的上皮细胞更易达到观察细胞是否具有接触抑制现象的目的，D正确。
4．(2023·广东湛江开学考)《细胞——干细胞》杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hiHep细胞)的成果。hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物、药物转运等。下列相关叙述正确的是( )
A．人成纤维细胞与hiHep细胞的DNA和RNA相同
B．hiHep细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞
C．人成纤维细胞重编程为hiHep细胞的过程属于细胞分裂
D．hiHep细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性
【答案】D
【解析】人成纤维细胞与hiHep细胞的DNA相同，由于基因的选择性表达，RNA不完全相同，A错误；hiHep细胞通过胞吐的方式将血清白蛋白运出细胞，B错误；人成纤维细胞重编程为hiHep细胞的过程属于细胞分化，C错误；hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，为人类重症肝病的治疗提供了可能性，D正确。
5．(2023·广东佛山期中)如图是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果，下列相关叙述错误的是 ( )
A．该曲线说明要适时对培养的动物细胞进行传代培养
B．为了避免杂菌污染，培养液中可以适当加入抗生素
C．曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢物积累
D．培养过程需放置在纯CO2的气体环境中，目的是维持pH
【答案】D
【解析】约培养到第5天时，活细胞数量急剧减少，可能是培养液的营养物质减少，代谢物积累等抑制了细胞的增殖，因此要适时对培养的动物细胞进行传代培养，A正确；抗生素可抑制细菌的增殖，为了避免杂菌污染，培养液中可以适当加入抗生素，B正确；根据A项分析可知，曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累，C正确；动物细胞培养的气体条件是95%的空气和5%的CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH，D错误。(共52张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
三 动物体细胞核移植技术和克隆动物
课标要点 学法指导
1．阐明细胞核移植技术的概念
2．阐述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程
3．举例说出体细胞核移植技术的应用前景及存在问题 1．结合教材高产奶牛的克隆过程，掌握动物体细胞核移植技术过程，理解其概念要点(生命观念、科学思维、科学探究)
2．结合具体实例，掌握体细胞核移植技术的应用前景，理性看待体细胞核移植技术存在的问题(科学思维、社会责任)
知识导图
课前·新知导学
细胞核移植技术的概念及过程
1．概念
将动物一个细胞的____________移入去核的____________中，使这个重新组合细胞发育成____________，继而发育成动物个体的技术。
2．分类
(1)________________，分化程度低，表现全能性相对容易。
(2)________________，分化程度高，表现全能性十分困难。
细胞核
卵母细胞
新胚胎
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
3．过程
(1)取供体___________→供体细胞培养。
(2)从卵巢中采集____________→在体外培养到_________→去核。
(3)将供体细胞注入__________________→使两细胞_______→供体核进入受体卵母细胞→形成__________。
(4)将胚胎_________到代孕母体内→生出与供体遗传物质基本相同的个体。
体细胞
卵母细胞
MⅡ期
去核的卵母细胞
融合
重构胚
移植
取体细胞通过细胞培养获得高产奶牛的想法是否可行？
_____________________________________。
【答案】体细胞的全能性受到限制，不能发育成完整的个体
用于核移植的受体细胞一般都选用 ( )
A．受精卵 B．MⅠ期卵母细胞
C．MⅡ期卵母细胞 D．红细胞
【答案】C
体细胞核移植技术的应用前景及存在问题
1．应用前景
(1)畜牧生产中：加速家畜____________进程，促进优良畜群繁育。
(2)医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的__________。
(3)治疗疾病时：转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为___________的供体。
(4)保护濒危物种方面：增加濒危物种的____________。
(5)用于科学研究。
遗传改良
医用蛋白
异种移植
存活数量
2．存在问题
(1)体细胞核移植技术__________非常低。
(2)克隆技术的各个环节有待进一步________。
(3)绝大多数克隆动物存在_____________，许多克隆动物表现出______________缺陷等。
(4)对克隆动物食品的安全性存在着争议。
成功率
改进
健康问题
遗传和生理
细胞核移植的过程中，为什么选择卵母细胞作为受体细胞，为什么要培养到MⅡ期？
______________________________________________。
【答案】选择卵母细胞作为受体细胞的主要原因是卵母细胞的细胞质中含有供体细胞核全能性表达的营养物质，而且培养到MⅡ期时，融合后细胞的全能性更容易表达
下列有关体细胞核移植技术的说法不正确的是 ( )
A．体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高
B．克隆技术的各个环节有待进一步改进
C．大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题
D．克隆动物食品的安全性问题仍然存有争议
【答案】A
【解析】目前，用体细胞核移植技术得到克隆动物的成功率还很低，A错误；克隆技术并没有完全成熟，各个环节有待进一步改进，B正确；克隆技术并没有完全成熟，大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题，C正确；克隆动物和转基因动物食品的安全性问题仍然存有争议，D正确。
课堂·重难探究
[知识归纳]
1．原理
细胞核的全能性。
2．过程
体细胞核移植技术过程分析
(1)选取MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞的原因：①卵母细胞细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。②卵母细胞体积大，便于操作。③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。
(2)细胞融合时常常采用电融合法促进细胞融合，有利于供体细胞核进入卵母细胞中。
(3)重构胚是人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。重构胚构建完成后，用物理或化学方法激活，使其完成细胞分裂和发育进程。
(4)克隆动物的特点分析：
①遗传物质来源分析：
克隆动物的遗传物质绝大部分来自供体细胞核，一小部分来自受体卵母细胞的细胞质。
②性状来源分析：
克隆动物的性状很像提供细胞核遗传物质的供体，有点像提供细胞质遗传物质的受体，除此之外，性状的表现还受环境影响。
结合教材P53体细胞核移植的流程图，探讨以下问题：
(1)受体细胞去核的原因是什么？去核的方法有哪些？
(2)体细胞核移植技术能否选择生殖细胞的细胞核呢？
(3)克隆动物的亲本有几个？其性状与哪个亲本相同呢？
提示：(1)受体细胞去核是为了保证克隆动物的核基因全部来自供体细胞。目前普遍使用的方法是显微操作法去核，还可采用梯度离心、紫外线短时间照射、化学物质处理等方法。(2)不能。因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质是减半的。(3)克隆动物的亲本有三个，分别是体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体、代孕母体。克隆动物的性别、绝大多数性状与供核体相同，部分性状与卵母细胞供体相同，与代孕母体没有直接关系。
[对点精练]
1．如图表示核移植与克隆动物的相关图解，有关叙述错误的是 ( )
A．用于核移植的供体细胞①一般选用具有优良性状的动物体细胞
B．图示过程说明高度分化的动物细胞仍具有发育的全能性
C．采集的卵母细胞培养到的②时期表示MⅡ期
D．动物细胞培养过程中添加5%CO2的目的是维持培养液的pH
【答案】B
【解析】用于核移植的供体细胞一般选用具有优良性状的动物体细胞，原因是核移植产生的克隆动物的性状几乎和提供细胞核的动物个体完全相同，A正确；供体细胞核移入去核卵母细胞中，能发育成克隆动物，这只能说明分化动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；采集的卵母细胞培养到的②时期表示MⅡ期，才能使融合细胞更容易表达其全能性，C正确；动物细胞培养过程中需要在95%空气＋5%CO2的环境中培养，其中添加5%CO2的目的是维持培养液的pH，D正确。
2．将雄羊一个体细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎最终发育为动物个体。下列有关该过程的叙述，错误的是 ( )
A．通过该过程获得动物个体的繁殖方式属于无性生殖
B．该动物个体的遗传物质与提供核的雄性羊基本相同
C．导入去核卵母细胞的主要原因是卵母细胞大容易操作
D．该过程涉及的技术有动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等
【答案】C
【解析】克隆羊的培育未经过精卵结合，属于无性生殖，A正确；克隆羊的遗传物质，细胞核来自雄羊，细胞质主要来自雌羊，因此其遗传物质与提供核的雄性羊基本相同，B正确；导入去核卵母细胞的主要原因是卵母细胞中含有促进细胞核中基因表达的物质，C错误；该过程涉及的技术有动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等，D正确。
【方法技巧】关于细胞核移植技术的易误点分析
(1)核移植时应选MⅡ期卵母细胞的原因：
①此类细胞体积大，易于操作。
②卵黄多，营养物质丰富，可为发育提供充足的营养。
③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
(2)克隆动物是由重组的细胞培养而来的，该重组细胞的细胞质基因主要来源于受体细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本。因此克隆动物的遗传物质来自2个亲本。
(3)核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系：克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞的动物相同，但与代孕动物的性状无遗传关系。
(4)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属于无性生殖，重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。
课堂·延伸提分
易错易混1：克隆的不同层次的理解
克隆是指从一个共同的祖先，通过无性生殖的方法产生出来的遗传特性相同的DNA分子、细胞或者个体，其含义就是复制或拷贝的意思，克隆在不同层次均有体现：
(1)个体水平的克隆：利用体细胞核移植技术获得克隆动物；利用植物组织培养技术获得新植株。
(2)器官水平的克隆：利用干细胞培育出新器官。
(3)细胞水平的克隆：利用动物细胞培养技术获得大量的动物细胞。
(4)分子水平的克隆：利用DNA复制的原理获得大量的DNA。
例1 下列说法不属于克隆的是 ( )
A．通过动物细胞培养得到相应的细胞
B．利用核移植技术培育出克隆绵羊
C．利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株
D．利用胡萝卜茎尖组织经植物组织培养得到脱毒苗
【答案】C
【解析】通过动物细胞培养得到相应的细胞属于细胞水平的克隆，A属于克隆；利用核移植技术培育出克隆绵羊属于个体水平的克隆，B属于克隆；利用植物体细胞杂交技术培育出杂种植株产生的不是复制品，C不属于克隆；利用植物组织培养获得脱毒苗，属于个体水平的克隆，D属于克隆。
错因分析：一是对动物细胞培养与核移植技术的结果区别理解不透，动物细胞培养是细胞水平的克隆，可以获得许多克隆细胞，核移植技术是个体水平的克隆，可以获得克隆动物；二是对动物细胞培养的条件及原因分析掌握不到位；三是对动物体细胞核移植技术的过程掌握不熟练；四是对动物细胞培养和核移植技术的应用原理区分不到位。
错因分析：此题错误的原因主要是对克隆的含义理解不到位，克隆的含义就是对亲代的复制或拷贝；其次没有掌握不同层次的克隆。
易错易混2：动物细胞培养与动物体细胞核移植
项目 动物细胞培养 动物体细胞核移植
原理 细胞增殖 动物体细胞核的全能性
目的 获得细胞或细胞产物 克隆动物
过
程
项目 动物细胞培养 动物体细胞核移植
应
用 人造皮肤的构建；动物分泌蛋白的规模化生产；干细胞的培养；单克隆抗体的制备等 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；作为异种移植的供体；转基因克隆动物作为反应器，生产珍贵的医用蛋白；保护濒危物种，增加存活数量等
例2 下列关于动物细胞培养和核移植技术的叙述，正确的是 ( )
A．动物细胞培养可以获得许多克隆细胞，核移植技术可以获得克隆动物
B．动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸
C．体细胞核移植的过程中可通过基因枪法去除卵母细胞中的核
D．动物细胞培养的原理是细胞增殖，动物体细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞具有全能性
【答案】A
【解析】动物细胞培养技术是细胞水平上的克隆，可以获得许多克隆细胞，核移植技术是个体水平上的克隆，可以获得克隆动物，A正确；动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，B错误；体细胞核移植的过程中可通过显微操作的方法去除卵母细胞的细胞核，C错误；动物细胞培养的原理是细胞增殖，动物体细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性，D错误。
解题技巧：细胞核移植流程图类试题的解题方法
例3 下图为克隆猴的流程示意图。请回答下列问题：
(1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞，该细胞是已分化的体细胞，从理论上分析，它具有细胞的全能性，这是因为_____________ ________________________。
(2)克隆猴时需要进行“去核”操作，即去掉卵母细胞的细胞核。先在体外培养卵母细胞让其分裂，一般选择__________的细胞进行去核操作；然后进行核移植，即将体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞，此时采用的技术是________________；得到的重组细胞再进行人工激活使其分裂形成胚胎。
(3)科学家将79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴中，最终只有两只母猴正常怀孕产下“中中”和“华华”，它俩的性别是否一致？____________；原因是____________________________________。
(4)克隆动物有很多优点：①可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②_____________________________________。
(5)灵长类生物克隆成功是克隆技术的重大突破，在该技术应用方面，应注意哪些潜在的风险？__________________________________。
【答案】(1)成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因
(2)MⅡ期 显微注射技术
(3)是 “中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样，是经过有丝分裂形成的
(4)②可以增加濒危物种的存活数量(或可以建立实验动物模型研究人类疾病)
(5)避免进一步扩大到对灵长类或者人的体细胞克隆，引发伦理问题
审题流程：
第一步 观察流程图，了解核移植技术的实验步骤
通过观察流程图，概括出核移植的步骤包括体细胞的培养、卵母细胞的采集、将体细胞核移植到去核卵母细胞中，获得重组细胞、激活重组细胞，发育成早期胚胎、胚胎移植。
第二步 对接教材相关知识，迁移应用
流程图中表示的是体细胞核移植技术，对接教材“动物体细胞核移植技术和克隆动物”一节，把教材中体细胞核移植技术的过程、相关步骤的操作及克隆动物性状的分析等知识点进行迁移运用。
第三步 结合小题，逐个突破
(1)由于成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因，因此成纤维细胞具有全能性。
(2)去核操作一般选择MⅡ期的卵母细胞。体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞的方法是显微注射技术。
(3)79枚克隆胚胎为有丝分裂而来，其细胞核遗传物质一致，即“中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样，因此“中中”和“华华”的性别一致。
(4)克隆动物的优点：①可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②可以增加濒危物种的存活数量；③可以建立实验动物模型研究人类疾病等。
(5)克隆技术潜在的风险：避免进一步扩大到对灵长类或者人的体细胞克隆，引发伦理问题。
小练·素养达成
1．(2023·广东东莞期末)1978年，被誉为“中国克隆之父”的童第周院士将黑斑蛙的体细胞核移植到去核未受精的卵中，使重组细胞发育成正常的蝌蚪。下列叙述正确的是 ( )
A．黑斑蛙的成熟红细胞不能作为该实验的细胞核供体
B．去核未受精的卵中不存在控制细胞代谢的遗传物质
C．重组细胞的细胞核是该细胞代谢和遗传的控制中心
D．重组细胞发育成蝌蚪体现了动物细胞的全能性
【答案】C
【解析】哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，黑斑蛙不是哺乳动物，其成熟红细胞有细胞核，可以作为该实验的细胞核供体，A错误；去核未受精的卵中存在细胞质基因，故去核未受精的卵中存在控制细胞代谢的遗传物质，B错误；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，故重组细胞的细胞核是该细胞代谢和遗传的控制中心，C正确；重组细胞发育成蝌蚪体现了动物细胞核的全能性，D错误。
2．(2023·广东梅州期末)克隆羊“多莉”的性状与提供细胞核的白面母羊几乎一模一样，这是因为克隆羊“多莉”与白面母羊的细胞核 ( )
A．体积相似 B．都具有核膜
C．都位于细胞中心 D．具有相同遗传信息的DNA
【答案】D
【解析】性状主要是由细胞核中的遗传物质决定的，羊的遗传物质是DNA，因此克隆羊“多莉”与白面母羊的细胞核具有相同遗传信息的DNA，才使得两者性状几乎一模一样，而细胞核的体积、核膜、位置都无法决定生物的性状。
3．(2023·广东名校阶段练习)下图是首例体细胞克隆猴“中中”的培育示意图，下列叙述不正确的是 ( )
A．上图中的卵子(b)需要培养到MⅡ时期，再通过显微操作去除细胞核
B．重组细胞(c)可通过物理或化学方法完成核激活，使其完成分裂和发育
C．不考虑突变，中中(e)的各种性状与提供细胞(a)的个体完全相同
D．此项技术可以克隆出特定疾病模型的动物，为进一步研究提供实验材料
【答案】C
【解析】体细胞核移植过程中通常采用去核的MⅡ期卵母细胞作为受体细胞，因此题图中的卵子(b)需要培养到MⅡ时期，再通过显微操作去除细胞核，A正确；重组细胞(c)需用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成细胞分裂和分化进程，才能发育成囊胚，B正确；细胞(a)能为重组细胞提供细胞核，不考虑突变，中中(e)的各种性状与提供细胞(a)的个体大体相同，但细胞质来自卵子(b)，因此少部分性状与提供卵子(b)的个体相同，C错误；首例体细胞克隆猴“中中”的诞生，这也是世界首例通过体细胞克隆技术诞生的灵长类动物，此技术可以克隆出特定疾病模型的动物，为进一步研究提供实验材料，对于构建非人灵长类动物模型、研究人类疾病等具有重要意义，D正确。
4．(2023·广东揭阳期中)某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述错误的是 ( )
A．此项技术的基础是动物细胞培养
B．此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同
C．健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用
D．婴儿出生后具有患病妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方的遗传特征
【答案】B
【解析】动物克隆技术的基础是动物细胞培养，A正确；此项技术的原理是提供质基因和有性生殖，克隆羊“多莉”的技术原理是核移植，属于无性生殖，B错误；卵细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用，C正确；该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供，质基因由提供去核卵子的妇女提供，具有三方的遗传特征，D正确。
5．(2023·广东名校阶段练习)下列有关核移植和克隆动物的叙述，错误的是 ( )
A．供体细胞应选择传代培养10代以内的细胞
B．体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的
C．用于核移植的卵母细胞最好选择减数第一次分裂中期的卵母细胞
D．通过体细胞核移植技术获得的克隆动物做不到对体细胞动物100%的复制
【答案】C
【解析】10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，因此供体细胞应选择传代10代以内的细胞，A正确；哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，由于胚胎细胞的全能性高于体细胞，所以动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植的，B正确；卵母细胞最好选择减数第二次分裂中期的卵母细胞，该细胞的细胞质中有激发全能性发挥的物质，C错误；通过体细胞核移植方法生产的克隆动物不是对供体细胞动物进行了100%的复制，因为克隆动物还有一部分遗传物质来自受体细胞的细胞质，D正确。(共55张PPT)
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
二 植物细胞工程的应用
课标要点 学法指导
1．列举植物繁殖的新途径的应用实例
2．阐述作物新品种培育的过程及优点
3．举例说明细胞产物的工厂化生产的过程 1．结合具体实例，说明植物细胞工程在快速繁殖、作物脱毒等方面的应用
2．结合必修2教材中的染色体变异和基因突变的原理来理解植物组织培养在培育作物新品种方面的应用
3．结合植物组织培养的流程图，阐述细胞产物的工厂化生产的过程
知识导图
课前·新知导学
植物繁殖的新途径
1．快速繁殖
(1)快速繁殖技术：用于快速繁殖优良品种的技术，也叫_______ ______技术。
(2)特点：①保持优良品种的___________。
②高效、快速地实现种苗的___________。
(3)对象：一些优良的___________、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。
微型
繁殖
遗传特性
大量繁殖
观赏植物
2．作物脱毒
(1)材料：植物顶端________附近(如茎尖)。分生区附近的病毒极少，甚至_________。
(2)脱毒苗：切取___________________进行组织培养获得的。
(3)优点：使农作物______________明显优于没有脱毒的农作物。
(4)实例：马铃薯、草莓、大蒜、香蕉等无病毒植株。
分生区
无病毒
一定大小的茎尖
产量和品质
快速繁殖是无性生殖吗？
_____________________________________。
【答案】快速繁殖实际是一种无性生殖，没有两性生殖细胞的参与，繁殖过程只有有丝分裂，亲子代细胞内遗传物质相同，因此，能保证亲子代遗传特性不变
若要获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织？ ( )
A．叶 B．花粉
C．根 D．茎尖
【答案】D
【解析】茎尖分裂速度十分迅速，病毒来不及侵染，且茎尖细胞的全能性较高，容易诱导脱分化形成愈伤组织。
作物新品种的培育
1．单倍体育种
(1)方法：______________→离体培养→________植株→染色体加倍→_________植株。
(2)优点：①后代__________，②能明显缩短__________。
花药或花粉
单倍体
纯合子
稳定遗传
育种年限
2．突变体的利用
(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于____________的状态，易受__________和____________(如________、__________等)的影响而产生________。
(2)利用：筛选出对人们有用的_________，进而培育成________。
(3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。
不断增殖
培养条件
诱变因素
射线
化学物质
突变
突变体
新品种
单倍体育种中为何要进行人工诱导染色体加倍？常用的诱导方法是什么？_____________________________________。
【答案】单倍体植株弱小，高度不育。通常用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗，诱导其染色体数目加倍
在植物组织培养过程中，容易获得突变体的原因是 ( )
A．培养的细胞一直处于不断增殖的状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
【答案】A
【解析】在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
细胞产物的工厂化生产
1．细胞产物的工厂化生产
利用植物细胞培养来获得植物细胞的____________的过程。
2．植物细胞培养
在_______条件下对__________细胞或细胞团进行培养使其______的技术。
次生代谢物
离体
单个植物
增殖
3．优点
不占用耕地，几乎不受________、________等的限制。
4．实例
人参皂苷、紫草宁、紫杉醇等的生产。
季节
天气
细胞产物的工厂化生产运用了什么技术？
____________________________。
【答案】植物组织培养技术
进行细胞产物的工厂化生产的过程中，细胞需要培养到哪个阶段？ ( )
A．愈伤组织阶段 B．生芽阶段
C．生根阶段 D．完整植株阶段
【答案】A
【解析】单个植物细胞或细胞团脱分化形成愈伤组织，再经悬浮培养愈伤组织细胞，然后收集细胞破碎提取即可。
课堂·重难探究
植物繁殖的新途径
[知识归纳]
快速繁殖和作物脱毒的比较
项目 概念 优点
快速
繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 ①保持优良品种的遗传特性；②高效、快速地实现种苗的大量繁殖
作物
脱毒 植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，取茎尖等进行组织培养形成脱毒苗 ①获得高产、优质的脱毒植株；②繁殖速度快，保持植株的遗传特性
[对点精练]
1．利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株，这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是 ( )
①这种技术利用了植物细胞的全能性
②这种技术叫作植物组织培养，仅用它就可以得到抗病毒植株
③这种技术属于细胞工程的应用领域之一
④这种技术是一种无性繁殖新技术
A．①④ B．②③
C．①②④ D．①③④
【答案】D
【解析】该过程称为植物组织培养，利用了植物细胞的全能性，用它可得到无病毒植株，但不能得到抗病毒植株，①正确、②错误；这种技术属于植物细胞工程的应用领域，③正确；这种技术没有经过两性生殖细胞的参与，是一种无性繁殖新技术，④正确，所以D正确。
2．甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等，越来越被人们喜爱。但甘薯属无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是 ( )
A．利用组织培养进行快速繁殖，可以实现甘薯种苗的大量繁殖
B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高
C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服杂交不亲和，充分利用遗传资源
D．利用培养的愈伤组织容易受到培养条件和诱变因素的影响而发生突变
【答案】B
【解析】利用组织培养进行快速繁殖，可以实现甘薯种苗的大量繁殖，A正确；茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染，所以利用茎尖分生组织可以培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，但这种幼苗不具有抗病毒的能力，B错误；原生质的融合原理是细胞膜的流动性，通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术可培育异源杂合体，C正确；愈伤组织具有分裂旺盛的特点，处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而发生突变，D正确。
[知识归纳]
1．几种生物育种方法的比较
作物新品种的培育和细胞产物工厂化生产
方式 植物体细胞杂交 植物组织培养 单倍体育种 突变体的利用
原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 植物细胞的全能性 花药细胞的全能性、染色体变异 基因突变、植物细胞的全能性
方式 植物体细胞杂交 植物组织培养 单倍体育种 突变体的利用
重要
步骤 原生质体融合、杂种细胞组织培养 脱分化、再分化 花药离体培养、诱导染色体数目加倍 对愈伤组织诱变处理
优点 克服远缘杂交不亲和的障碍 保持优良品种的遗传特性 明显缩短育种年限 提高突变率，获得优良性状
举例 培育“番茄－马铃薯”杂种植株 快速繁殖、脱毒苗培育 单育1号烟草 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草
2．细胞产物工厂化生产的过程
1．单倍体育种和花药离体培养获得的植株有什么区别？
提示：单倍体育种和花药离体培养的区别：花药离体培养是单倍体育种的一个过程，该过程得到的植株一般是单倍体，表现出高度不育；单倍体育种是在花药离体培养的基础上，用秋水仙素或低温处理，获得纯合的植株，而且自交后代不发生性状分离。
2．根据培养目的的差异，细胞工程应用中的各项技术在植物组织培养时应分别培养到什么阶段？
提示：①快速繁殖、脱毒苗、单倍体育种、突变体利用：培养到完整植株。②细胞产物的工厂化生产：可以培养到植株阶段，也可以培养到愈伤组织阶段，关键是看从哪种细胞、组织或器官中获得细胞产物。
[对点精练]
1．(2023·广东佛山期末)草莓是无性繁殖的作物，它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累，会导致产量降低，品质变差。下图是育种工作者培育高品质草莓的流程图，下列相关说法正确的是 ( )
A．方法一中选择甲作为组织培养材料的原因是该部位细胞的分生能力强
B．方法二中若检测出草莓细胞中含有病毒外壳蛋白，表明CP基因成功表达
C．培育过程A和过程C一般都不需要光照，但需要生长素和细胞分裂素
D．育种工作者需要通过病毒接种的方式来判断方法一和方法二的培育效果
【答案】B
【解析】方法一中选择甲作为组织培养材料的原因主要是该部位带毒少或不带毒，能够培育脱毒苗，A错误；基因的表达包括转录和翻译，产物是蛋白质，故方法二中若检测出草莓细胞中含有病毒外壳蛋白，表明CP基因成功表达，B正确；过程A和过程C都需要光照，以利于叶绿素的形成，也需要生长素和细胞分裂素，C错误；无病毒苗应根据植株性状检测，不需要接种病毒，抗病毒苗需要通过病毒接种的方式来判断培育方法的效果，D错误。
2．植物细胞培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，下列有关植物细胞培养的叙述不正确的是 ( )
A．植物细胞培养技术的目的是获得大量有生理活性的次级代谢物
B．植物细胞培养技术快速、高效，不受季节、外部环境等条件的限制
C．利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药品和美容护肤用品
D．植物细胞培养需要在一定的温度、pH等条件下进行，但不需要进行无菌操作
【答案】D
【解析】植物细胞培养技术的目的是获得大量有生理活性的次级代谢物，A正确；植物细胞培养技术具有快速、高效，不受季节、外部环境等条件的限制的优点，B正确；利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药品和美容护肤用品，C正确；植物细胞培养和植物组织培养一样，这个培养过程必须在无菌条件下进行，否则培养基内将长出许多杂菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，影响细胞增殖和细胞次级代谢物的获得，D错误。
课堂·延伸提分
易错易混：单倍体育种得到的后代不一定都是纯合子
1．若单倍体植物由二倍体(设基因型为AaBb)植株的配子发育而来，则基因型为AB、Ab、aB、ab的单倍体植株，经秋水仙素处理后基因型分别变为AABB、AAbb、aaBB、aabb，得到的全是二倍体，均为纯合子。
2．若单倍体植株由四倍体(设基因型为AAaaBBbb)植株的配子发育而来，①若单倍体植株的基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb，经秋水仙素处理后基因型分别为AAAABBBB、AAAAbbbb、aaaaBBBB、aaaabbbb，得到的全是四倍体，均为纯合子；②若单倍体植株的基因型为AaBb、AaBB、Aabb、aaBb、AABb，经秋水仙素处理后基因型分别变为AAaaBBbb、AAaaBBBB、AAaabbbb、aaaaBBbb、AAAABBbb，得到的全是四倍体，但均不是纯合子。
例1 科研工作者将基因型为Bb的某植物幼苗用秋水仙素处理，使其成为四倍体；再将该四倍体产生的配子进行离体培养成幼苗后再用秋水仙素处理使之染色体加倍。依据上述材料，你认为正确的判断组合是 ( )
①最终获得的后代有2种表型和3种基因型 ②上述育种方式包含了多倍体育种和单倍体育种 ③最终获得的后代都是纯合子 ④第二次秋水仙素处理后得到的植株是可育的
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
【答案】B
【解析】分析题干信息：某植物幼苗(Bb)→秋水仙素处理→四倍体(BBbb)→产生配子(BB、Bb、bb)→花药离体培养→单倍体幼苗(BB、Bb、bb)→秋水仙素处理→四倍体(BBBB、BBbb、bbbb)。通过上述分析，最终获得的后代有2种表型、3种基因型，其中基因型为BBbb的个体为杂合子，①正确、③错误；由二倍体(Bb)经秋水仙素处理得到四倍体属于多倍体育种，由四倍体产生的配子经花药离体培养和秋水仙素处理后得到四倍体属于单倍体育种，该育种方法得到的后代由于减数分裂过程中同源染色体联会正常，所以是可育的，②④正确。
错因分析：一是对单倍体和单倍体育种的概念混淆不清；二是对单倍体育种的过程掌握不熟练，单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导染色体数目加倍两个过程；三是对单倍育种产生的结果理解不到位，单倍体育种的结果往往是获得正常植株，一般是纯种，而不是单倍体植株；四是对单倍体育种和多倍体育种的过程区分不清。
解题技巧：实验结果分析方法
例2 植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交等技术。植物组织培养是克隆植物的一种方法，在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导至关重要，科学家研究了植物生长调节剂对某药用植株愈伤组织的影响，实验结果如下表：
培养基代号 2，4-D/mg·L-1 6-BA/mg·L-1 愈伤组织诱导率/%
L1 1.0 0 65.41
L2 2.0 0 68.76
L3 3.0 0 91.01
注：愈伤组织诱导率(%)＝产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数×100%。
从上表可以得出的结论是__________________________________。
【答案】在基本培养基中添加较高浓度的2，4-D有利于形成愈伤组织，而添加6-BA则不利于形成愈伤组织
培养基代号 2，4-D/mg·L-1 6-BA/mg·L-1 愈伤组织诱导率/%
L4 3.0 0.2 54.48
L5 3.0 0.5 57.35
L6 3.0 1.0 51.71
审题流程：
第一步 解读题干，提取有用信息
题干“科学家研究了植物生长调节剂对某药用植株愈伤组织的影响”，从实验的目的分析，本实验是研究如何提高愈伤组织诱导率的。
第二步 对接实验分析方法，迁移运用
由题干中“实验结果如下表……从上表可以得出的结论是”可知，本实验是对实验结果进行分析的题型。首先找出实验的自变量(2，4-D的浓度和6-BA的浓度)，确定因变量(愈伤组织诱导率)；然后结合表格数据分析因变量随着自变量的变化(从表中数据可以看出2，4-D浓度为3.0 mg/L，6-BA浓度为0时，愈伤组织诱导率最高。)
第三步 结合实验结果，突破实验结论
由实验结果分析，可以得出“在基本培养基中添加较高浓度的2，4-D有利于形成愈伤组织，而添加6-BA则不利于形成愈伤组织”。
小练·素养达成
1．(2023·广东惠州期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述不正确的是 ( )
A．细胞产物的工厂化生产主要利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中次生代谢物的含量
B．我国科学家利用单倍体育种技术成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草
C．在紫草宁的工厂化生产过程中使用的是液体培养基
D．对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中可筛选出新品种
【答案】A
【解析】取愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产时，无法提高单个细胞的次生代谢物的含量，但可以通过培养得到更多的细胞从而提高次生代谢物的总量，A错误；我国科学家早于1974年就培育出了世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草，利用的育种方法为单倍体育种，B正确；在紫草宁的工厂化生产时首先要进行扩大培养，因此该过程中使用的是液体培养基，C正确；愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块，易发生变异，故对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中可筛选出新品种，D正确。
2．(2023·广东汕头期中)下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是 ( )
A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种
B．利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状
C．利用细胞培养技术获得紫草宁，实现了细胞产物的工厂化生产
D．利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜－甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍
【答案】A
【解析】因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株，但不能获得抗病毒植株，A错误；组织培养技术为无性繁殖，能保持亲本的优良性状，因此利用该技术获得的人工种子，能保持亲本的优良性状，B正确；利用细胞培养技术获得紫草宁是植物细胞工程的应用，实现了细胞产物的工厂化生产，C正确；利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜－甘蓝”，其重要意义在于克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，D正确。
3．(2023·广东茂名期中)下列关于植物组织培养和植物体细胞杂交的叙述，正确的是 ( )
A．用于组织培养的外植体可以是植物体的任何活细胞
B．单倍体育种是通过花药离体培养获得单倍体植株的过程
C．植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种细胞
D．植物体细胞杂交技术离不开植物组织培养技术
【答案】D
【解析】高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核，不能用作组织培养的外植体，A错误；单倍体育种先要经过花药离体培养获得单倍体幼苗，再用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，使其染色体数目加倍，B错误；植物体细胞杂交需要先获得杂种细胞，然后将杂种细胞培育成杂种植株，需利用植物组织培养技术，故植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种植株，C错误、D正确。
4．(2023·广东广州期末)为培育具有市场竞争力的奉节无籽柑橘，研究者设计如下流程。下列叙述正确的是 ( )
A．过程①可以在清水中使用相关酶进行处理
B．过程②通常采用灭活病毒诱导原生质体融合
C．过程③诱导愈伤组织期间必须满足光照条件
D．上述培育方法利用了酶的专一性、植物细胞的全能性等生物学原理
【答案】D
【解析】 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理，但为避免原生质体吸水涨破，一般在等渗环境中进行，A错误；灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融合，B错误；过程③是植物组织培养过程，该过程中诱导愈伤组织是脱分化过程，需要避光处理， C错误；上述培育方法利用了酶的专一性(纤维素酶和果胶酶处理植物细胞) ，植物细胞的全能性(植物细胞培育为完整植株)等生物学原理，D正确。
5．(2023·广东东莞模拟)人参皂苷具有抗肿瘤等作用，科研人员设计如图1所示流程制备人参皂苷Rg3，并研究了过程③生物反应器中人参细胞产量、人参皂苷Rg3产量随培养时间的变化，结果如图2所示。下列叙述正确的是 ( )
A．图1中过程①为脱分化，体现了植物细胞的全能性
B．图1中过程②常需用纤维素酶和果胶酶处理将愈伤组织分散成单个细胞
C．图1中过程③采用静置培养，并加入适量蔗糖有利于维持渗透压
D．由图2可知，人参细胞的数量和培养时间等因素会影响人参皂苷Rg3产量
【答案】D
【解析】图1中①表示脱分化，该过程没有体现植物细胞的全能性，整个实验的目的是利用细胞株得到细胞产物，其原理是细胞增殖，没有体现细胞的全能性，A错误；过程②为细胞增殖，不需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误；过程③通常采用振荡培养获得大量组织细胞，除有利于增加溶解氧外，还能防止细胞聚集， C错误；由图2可知，生物反应器中人参细胞的数量和人参皂苷Rg3产量增加趋势基本一致， 因而可推测，影响人参皂苷Rg3产量的因素有人参细胞数量和培养时间，D正确。(共96张PPT)
第2章 细胞工程
①简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术及其应用。
②简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景。
③举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用。
④简述动物胚胎发育的理论基础。
⑤举例说出胚胎工程技术及其应用前景。
⑥尝试进行植物组织培养实验。
⑦讨论细胞工程技术的社会意义。
6个重点：①植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程。②植物细胞工程应用的实例。③动物细胞培养的过程和条件。④胚胎干细胞研究的意义。⑤单克隆抗体的制备和应用。⑥用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
5个难点：①植物组织培养的实验。②胚胎干细胞的概念和分离途径。③单克隆抗体的制备过程。④用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。⑤哺乳动物受精过程及胚胎发育各阶段的主要特点。
6个考点：①植物组织培养的原理、过程及应用。②植物体细胞杂交的原理、过程、方法及结果分析。③动物细胞培养的原理、过程、条件、应用。④干细胞的种类、特点及应用。⑤动物细胞融合的原理、过程及应用。⑥单克隆抗体的原理、过程、技术手段、优点及应用。
第1节 植物细胞工程
一 植物细胞工程的基本技术
课标要点 学法指导
1．简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术
2．列举植物细胞工程的实际应用
3．尝试进行植物组织培养 1．展开讨论，理解细胞全能性的原因、条件和细胞分化的实质，分析比较植物体细胞杂交与传统有性杂交的不同(生命观念、科学思维)
2．结合教材实例，分析讨论组织培养和体细胞杂交的意义，形成参与环境保护意识、投身科学研究的责任担当(社会责任)
3．尝试菊花组织培养实验，分析探究影响组织培养的因素，掌握基本思路和方法(科学探究)
知识导图
课前·新知导学
植物细胞的全能性
1．概念
细胞经____________后，仍然具有产生____________或分化成其他各种细胞的潜能。
2．现实表现
在生物的生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出_________。
3．现实表现的原因
在特定的_____________条件下，细胞中的___________________。
分裂和分化
完整生物体
全能性
时间和空间
基因会选择性地表达
理论上每种植物的活细胞都具有全能性，原因是什么？
_______________________________________。
【答案】正常的植物细胞具有发育成该物种个体所需的全部遗传物质
下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是 ( )
A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能
B．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
C．植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础
D．高度分化的植物细胞随时可能表现出全能性
【答案】C
【解析】植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因，都具有发育成完整个体的潜能，A错误；植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达，B错误；植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础，C正确；高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性，D正确。
植物组织培养技术
1．概念
将__________的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的__________上，给予适宜的__________，诱导其形成______________的技术。
2．原理
植物组织培养技术的原理是____________________。
离体
培养基
培养条件
完整植株
植物细胞的全能性
3．菊花的组织培养
(2)脱分化：已经________的细胞，可以经过脱分化，即失去其特有的______________，转变成未分化细胞的过程。
(3)愈伤组织：经脱分化形成的不定形的_________________。
(4)再分化：愈伤组织重新分化成_________等器官的过程。
外植体
愈伤组织
分化
结构和功能
薄壁组织团块
芽、根
(5)实验步骤：
【答案】无菌水 次氯酸钠 0.5～1 cm 1/3～1/2 愈伤组织 封口膜
【答案】生芽 生根 封口膜 生长
在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？_____________________________________。
【答案】避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长
用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是 ( )
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B．该愈伤组织的遗传物质通常会发生改变
C．该愈伤组织由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
【答案】B
【解析】愈伤组织是外植体经过脱分化和分裂形成的，其遗传物质未发生改变，A正确，B错误；愈伤组织是高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织，C正确；愈伤组织经过再分化可以形成胚状体，D正确。
植物体细胞杂交技术
1．概念
将不同来源的植物_________，在一定条件下融合成___________，并把杂种细胞培育成____________的技术。
2．原理
植物体细胞杂交技术的原理是________________、_____________ ________。
体细胞
杂种细胞
新植物体
细胞膜的流动性
植物细胞的
全能性
3．过程
(1)制备原生质体：用__________酶和_______酶去除细胞壁，获得____________。
(2)诱导原生质体的融合：
①诱导方法：物理法(包括电融合法和___________等)和化学法(包括________________融合法、高Ca2+—高pH融合法等)。
②成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。
(3)植物组织培养：杂种细胞经过诱导形成__________，并进一步发育成完整的__________。
纤维素
果胶
原生质体
离心法
聚乙二醇(PEG)
愈伤组织
杂种植株
4．意义
在打破____________，实现________杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
生殖隔离
远缘
为什么选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁？
_____________________________________。
【答案】植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶。酶具有专一性，纤维素酶和果胶酶能催化分解细胞壁，而对细胞没有破坏作用
下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是 ( )
A．用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
B．诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞
C．植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢物
D．植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍
【答案】C
【解析】用酶解法可以去掉细胞壁，分离出有活力的正常原生质体，A正确；利用一定的诱导剂可以使两种植物的原生质体融合形成杂种细胞，B正确；植物体细胞杂交的最终目的是获得相应的植物个体，C错误；植物体细胞杂交技术的意义是可以克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，D正确。
课堂·重难探究
细胞全能性
[知识归纳]
1．细胞具有全能性的原因
已分化的细胞仍含有本物种个体发育所需要的全套遗传信息。
2．植物细胞全能性实现的条件
(1)处于离体条件。
(2)给予适宜的外界环境条件和营养条件。
(3)给予一定的植物激素条件。
(4)无菌条件。
3．细胞全能性大小的比较
(1)植物细胞＞动物细胞。
(2)受精卵＞生殖细胞＞体细胞。
(3)分化程度低的体细胞＞分化程度高的体细胞。
(4)分裂能力强的体细胞＞分裂能力弱的体细胞。
(5)幼嫩的体细胞＞衰老的体细胞。
[对点精练]
1．下列关于细胞全能性的理解不正确的是 ( )
A．高度分化的植物体细胞仍具有全能性
B．细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在条件
C．通过植物组织培养得到试管苗，是植物细胞具有全能性的有力证据
D．玉米种子发育成玉米植株是细胞全能性的表现
【答案】D
【解析】细胞的全能性指已经分化的细胞仍具有发育成完整生物体(或分化成其他各种细胞)的潜能，其内在的遗传基础是细胞内仍然具有个体发育所需要的全部基因，植物组织培养形成试管苗是细胞全能性的表现，A、B、C均正确。玉米种子发育成正常植株，是正常的生命现象，不能体现细胞的全能性，D错误。
2．下列有关全能性的叙述，不正确的是 ( )
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
【答案】C
【解析】受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以全能性最高，A正确；体内每一个体细胞都是通过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体内细胞并没有表达出全能性，B正确；卵细胞在一定条件下，全能性表现比体细胞高，细胞的分化程度也很高，C错误；分化的植物细胞具有全能性，但要表达必须在一定条件下离体培养，D正确。
[知识归纳]
1．原理
植物细胞的全能性。
2．过程
植物组织培养技术
3．植物组织培养过程注意事项
(1)无菌：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所用实验材料和用具要严格灭菌，并进行严格无菌操作。
(2)取材：外植体的遗传特征和取材位置会影响愈伤组织诱导的难易程度及其再分化能力。
(3)培养基：培养基的成分和性质对植物器官的形成有一定的影响，但起决定作用的是植物激素，尤其是生长素和细胞分裂素。
(4)光照：脱分化形成愈伤组织阶段，一般需避光；再分化形成芽、叶时要给予光照。
(5)培养顺序：试管苗的培养，一般要先进行诱导生芽，再进行诱导生根。
4．植物激素在植物组织培养中的作用
(1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
(2)愈伤组织进行分化时，先诱导生芽，再诱导生根，是通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现的。
(3)生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向，如下表：
生长素和细胞分裂素用量的比值 结果
大于1 有利于根的分化，抑制芽的形成
小于1 有利于芽的分化，抑制根的形成
等于1 促进愈伤组织的形成
结合教材菊花的组织培养的实验过程，回答下列问题：
(1)实验过程中为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求严格无菌操作呢？
(2)愈伤组织形成阶段，为什么要避光培养呢？愈伤组织再分化形成试管苗的阶段，为什么要给予光照呢？
(3)菊花的组织培养和菊花花药离体培养分别属于什么生殖方式？
提示：(1)避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
(2)愈伤组织形成阶段避光培养有利于细胞脱分化产生愈伤组织。愈伤组织再分化形成试管苗阶段，给予光照有利于叶片内叶绿素的合成，进行光合作用。
(3)前者属于无性生殖；后者属于有性生殖。
[对点精练]
1．(2023·广东番禺期中)在花椰菜种植过程中发现，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，而野生的黑芥则具有抗黑腐病的特性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种(如图所示)，培育过程中通过紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏。下列叙述错误的是 ( )
A．过程①将两种细胞放入等渗溶液中，加入纤维素酶和果胶酶中处理一段时间，制备出有活力的原生质体
B．过程②显微镜下观察到两个原生质体细胞核融合为一个细胞核，还不足以证明已形成杂种细胞
C．过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自黑芥苗叶肉细胞的叶绿体
D．完成鉴定后，最终获得的杂种抗病植株中具有完整的花椰菜和黑芥的遗传信息
【答案】D
【解析】过程①将两种细胞置于等渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理以除去细胞壁，获得有活力的原生质体，避免原生质体吸水涨破，A正确；形成杂种细胞的标志是新细胞壁的再生，B正确；愈伤组织不含叶绿体，因此过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自黑芥苗叶肉细胞的叶绿体，C正确；由于紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏，因此完成鉴定后，最终获得的杂种抗病植株中不具有完整的黑芥的遗传信息，D错误。
2．(2023·广东汕尾期末)如图为植物组织培养过程示意图。下列说法错误的是 ( )
A．图中a代表再分化，即已分化的细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化的细胞
B．诱导生芽和生根所需的植物激素的浓度和比例有差异，图中b、c过程均需更换培养基
C．图中a过程一般不需要光照，而后续过程一般需给予适当的光照
D．若锥形瓶A中用的是植物的花药(或花粉)，经图示过程可以获得单倍体幼苗
【答案】A
【解析】图中a代表脱分化，而不是再分化，A错误；植物激素的浓度和比例等都会影响植物细胞的发育方向，所以b过程需转移到诱导生芽的培养基上，c过程需转移到诱导生根的培养基上，B正确；诱导愈伤组织生成期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需给予适当时间和强度的光照，C正确；若锥形瓶A中用的是植物的花药(或花粉)，经图示过程可以获得单倍体幼苗，D正确。
【规律总结】植物组织培养过程中脱分化和再分化的比较
名称 过程 形成体特点 光照条件 其他条件
脱分化 由外植体形成愈伤组织 排列疏松、不定形的薄壁细胞团 随材料不同而变化 离体；适宜的营养条件和环境条件；适宜的激素条件和无菌条件
再分化 由愈伤组织形成胚状体或芽根 有根、芽或有生根发芽的能力 需光 适宜的营养条件；适宜的激素条件和无菌条件
[知识归纳]
植物体细胞杂交技术
有关植物体细胞杂交技术的几点说明：
(1)去壁：用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。
(2)诱导原生质体融合
②成功的标志：杂种细胞再生新的细胞壁。
(3)杂种细胞的筛选：诱导细胞融合后，会有AB型杂种细胞，也会有AA型和BB型细胞，还会有没有融合的A型和B型细胞，因此杂种细胞形成后应有一个筛选AB型杂种细胞的过程。
(4)植物体细胞杂交的最终目的：获得杂种植株。
(5)植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
(6)染色体数目的计算：经植物体细胞杂交形成的杂种细胞，染色体数、染色体组数都采用直接相加的方法进行计算。如植物细胞A的染色体数目为2m，染色体组数为2个，植物细胞B的染色体数目为2n，染色体组数为2个，则经植物体细胞杂交获得的杂种植物的染色体数目为2m＋2n，染色体组数为4个。
3．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
过程
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交
选材 选取根尖、茎尖、形成层等容易诱导形成愈伤组织的部位 不同种植物体细胞
技术
操作 脱分化、再分化 脱分化、再分化、酶解法去除细胞壁、诱导细胞融合
关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂
以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析回答问题：
(1)①过程用什么方法处理细胞壁，原因是什么？在采用化学法进行过程②时，常采用什么方法诱导融合？
(2)将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，再经过②和③，c细胞的类型有哪几种？(注：细胞类型用染色体组表示；若融合，只考虑两两融合。)
(3)杂种细胞c培育的杂种植株为几倍体？杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体？
(4)植物体细胞杂交与自然杂交相比，有什么意义？
提示：(1)酶解法。酶解法是在常温下进行的，不会影响原生质体的生命活动；聚乙二醇融合法、高Ca2+－高pH融合法。
(2)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。
(3)四倍体；单倍体。
(4)打破生殖隔离，实现了远缘杂交育种。
[对点精练]
1．(2023·广东名校阶段练习)下图为植物体细胞杂交及组织培养过程示意图。下列说法错误的是 ( )
A．过程①②需要分别用纤维素酶、果胶酶和聚乙二醇进行处理
B．过程③中高尔基体发挥了合成纤维素的作用
C．过程⑤通常需要更换培养基，便于愈伤组织进一步分化为植株
D．若原生质体A、B分别含有一个、两个染色体组，则杂种植株必为可育植株
【答案】D
【解析】①为去壁过程，该过程需要纤维素酶和果胶酶处理；②为诱导原生质体融合过程，该过程可用聚乙二醇进行处理，也可用物理方法诱导融合，A正确；③为再生形成细胞壁的过程，植物细胞中细胞壁的形成与高尔基体有关，B正确；过程⑤为再分化过程，由于植物激素的种类和含量会影响分化的方向，因此需要通过更换培养基，才能进一步分化为植株，C正确；若原生质体A、B分别含有一个、两个染色体组，则杂种植株含有3个染色体组，由于3个染色体组在减数分裂过程中不能完成配对，则杂种植株不是可育植株，D错误。
2．(2023·广东东莞期中)某研究人员设计了下列技术路线，以获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列说法错误的是 ( )
A．细胞融合过程涉及膜的流动性，常用聚乙二醇融合法、电融合法等诱导原生质体融合
B．原生质体融合成功的标志是细胞核相融合
C．为诱导融合原生质体产生不定芽，通常会在培养基中加入两类植物激素
D．植物体细胞杂交可以实现远缘杂交育种
【答案】B
【解析】细胞融合的原理是细胞膜具有流动性，诱导原生质体融合的方法有聚乙二醇融合法、电融合法等，A正确；原生质体融合成功的标志是新的细胞壁形成，B错误；植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向，当生长素和细胞分裂素的比值小于1时，有利于芽的形成，C正确；植物体细胞杂交可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，D正确。
课堂·延伸提分
易错易混1：细胞全能性的概念理解
判断是否体现细胞的全能性，可以采用两看法：
一看起点，若起点不是已经分化的细胞，则没有体现细胞的全能性；若起点是已经分化的细胞，再看结果，若发育成了完整生物体(或分化成其他各种细胞)，则体现了细胞的全能性。
例1 下列实例中，能体现细胞全能性的是 ( )
①用菊花的幼嫩茎段细胞培育出了菊花幼苗 ②植物用种子进行繁殖后代 ③用烟草组织培养的单个组织培育出了可育的完整植株
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
【答案】B
【解析】菊花的幼嫩茎段细胞属于分化的细胞，结果培育成了完整的植株幼苗，因此用菊花的幼嫩茎段细胞培育出了菊花幼苗能体现细胞的全能性，①正确；植物用种子进行繁殖后代，种子不是一个细胞，而是新植株的幼体，不符合已经分化的细胞发育成完整生物体(或分化成其他各种细胞)的条件，因此用植物种子繁殖后代不能体现细胞的全能性，②错误；单个组织培育出了可育的完整植株，也能体现生物体细胞具有全能性，③正确。因此选B。
错因分析：一是没有理解细胞全能性的含义；二是没有掌握体现细胞全能性的方法，先看发育的起点是否是已经分化的细胞，再看结果是否发育成了完整生物体(或分化成其他各种细胞)。
易错易混2：植物体细胞杂交与有性杂交
有性杂交是指同一种生物不同个体之间的交配，有两性生殖细胞的参与，属于有性生殖；植物体细胞杂交一般发生在不同种生物之间，通过原生质体融合、植物组织培养完成，没有两性生殖细胞的参与，属于无性生殖。
例2 下列有关传统植物杂交与植物体细胞杂交的比较，正确的是 ( )
A．两者涉及的变异类型依次是基因重组、基因突变
B．两者的操作中都需要使用纤维素酶或果胶酶
C．两项技术培育出的新个体与亲代个体之间均不存在生殖隔离
D．与传统植物杂交相比，植物体细胞杂交可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍
【答案】D
【解析】传统植物杂交为有性杂交，涉及的变异是基因重组，植物体细胞杂交涉及的变异类型是染色体数目变异，A错误；传统植物杂交不需要使用纤维素酶或果胶酶，而植物体细胞杂交需要使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误；传统植物杂交产生的新个体与亲代之间均不存在生殖隔离，而植物体细胞杂交产生的新个体与亲代是不同的物种，二者之间存在生殖隔离，C错误；与传统植物杂交相比，植物体细胞杂交可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍，D正确。
错因分析：一是没有掌握有性杂交和植物体细胞杂交的过程和实质。有性杂交是两个体的生殖细胞结合，形成受精卵，由受精卵发育成个体；植物体细胞杂交是两个不同物种的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的过程。二是没有正确理解有性杂交和植物体细胞杂交的变异类型。三是没有熟记有性杂交和植物体细胞杂交的意义。
解题技巧：实验设计的基本原则和验证性实验的解题方法
例3 进行植物体细胞杂交，首先需要除去细胞壁。现提供以下材料和用具：紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的盐酸、适宜浓度的蔗糖溶液(洋葱细胞在此溶液中既不吸水也不失水)、纤维素酶、果胶酶、蒸馏水和镊子、显微镜、载玻片、盖玻片等。请你从中选取合适的材料配制成合理的细胞壁分解液，并设计实验验证该分解液能除去细胞壁(提示：可以通过显微镜观察细胞形态)。
(1)请利用题干中提供的物质配制细胞壁分解液：______________ ________________，这样配制细胞壁分解液的理由是_____________ ________________________。
(2)实验步骤：
第一步：_____________________________________；
第二步：_____________________________________；
第三步：在显微镜下观察比较实验组和对照组装片。
(3)实验结果的预测及结论：_______________________。
审题流程：
第一步 根据题干信息，确定实验考查方向
根据题干信息“选取合适的材料配制成合理的细胞壁分解液，并设计实验验证该分解液能除去细胞壁”判断该实验结果已知，属于验证性实验，实验目的是验证配制的细胞壁分解液能除去细胞壁。
第二步 结合教材知识和验证性实验的解题方法，进行知识迁移
根据细胞壁的成分，结合题干中提供的物质，细胞壁分解液中应该包含纤维素酶和果胶酶。验证性实验的实验步骤设计时，要遵循对照原则、等量原则、单一变量原则和科学性原则。进行实验步骤设计时要注意：①要设置相互对照的实验组和对照组；②自变量处理时要遵循等量原则；③要确定观察指标。本实验中要设置用细胞壁分解液和蔗糖溶液分别处理的两个对照实验；细胞壁分解液和蔗糖溶液处理时要突出添加等量的；显微镜观察确定观察指标为细胞的形态。
预期结果及结论时要根据实验的类型，若是验证性实验(实验结果已知)，预测结果及结论是唯一的。根据观察指标把实验结果写出来，进而得出实验结论。本实验验证细胞壁分解液能分解细胞壁，根据观察指标预测结果是实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，说明该分解液能够除去细胞壁。
第三步 结合小题，逐个突破
逐个小题分析，结合教材知识正确解答。
(1)由于纤维素酶和果胶酶能高效、专一地水解细胞壁，适宜浓度的蔗糖溶液可以使原生质体不会因过度吸水而涨破，所以配制的细胞壁分解液，应该是适宜浓度的蔗糖溶液加入适量的纤维素酶和果胶酶。
(2)实验步骤：
第一步：滴适量的细胞壁分解液在载玻片中央，用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶表皮浸泡在其中，一段时间后，盖上盖玻片，制得实验组装片。
第二步：用等量的适宜浓度的蔗糖溶液替代细胞壁分解液，其他操作与制作实验组装片相同，制得对照组装片。
第三步：在显微镜下观察比较实验组和对照组装片。
(3)预测实验结果及结论：实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明该分解液能够除去细胞壁。
【答案】(1)适宜浓度的蔗糖溶液加入适量的纤维素酶和果胶酶 纤维素酶和果胶酶能高效、专一地水解细胞壁，适宜浓度的蔗糖溶液可以使原生质体不会因过度吸水而涨破
(2)滴适量的细胞壁分解液在载玻片中央，用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶表皮浸泡在其中，一段时间后，盖上盖玻片，制得实验组装片 用等量的适宜浓度的蔗糖溶液替代细胞壁分解液，其他操作与制作实验组装片相同，制得对照组装片
(3)实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明该分解液能够除去细胞壁
实验设计的技巧归纳：
1．实验设计遵循的基本原则
(1)对照原则：设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素相同)，以便减少实验误差。
(2)等量原则和单一变量原则：即除自变量以外，实验组与对照组的无关变量都保持相同且适宜，更能说明因变量的变化仅仅是由自变量引起的。
(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做的实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性，对于需要测量数据的实验，一般都要遵循平行重复原则。
(4)科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计都不能偏离生物学的基本知识。
2．验证性实验的解题方法
(1)判断实验类型。若实验结果是已知的，则为验证性实验。
(2)确定实验自变量和因变量。
(3)实验步骤设计。
(4)实验结果及结论的预测。验证性实验的结果和结论是唯一的，可以根据实验目的，结合观察指标写出实验结果，进而由实验结果得出实验结论。
小练·素养达成
1．(2023·广东名校月考)土壤盐渍化是目前制约农业生产的全球性问题，我国科学家用普通小麦(2N＝42)与耐盐偃麦草(2N＝70)体细胞杂交获得耐盐新品种“山融3号”，培育过程如图所示，序号代表过程或结构。下列分析正确的是 ( )
A．由愈伤组织到②适当提高培养基中生长素与细胞分裂素的比例有利于促进芽的形成
B．①和“山融3号”体细胞均含有两个染色体组，每个染色体组含56条染色体
C．“山融3号”与普通小麦之间存在生殖隔离，为不同物种
D．土壤盐渍化可能是导致偃麦草出现耐盐性的根本原因
【答案】C
【解析】由愈伤组织到②幼苗，适当提高培养基中生长素与细胞分裂素的比例，促进根的形成，A错误；①是普通小麦(2N＝42)的原生质体和耐盐偃麦草(2N＝70)的原生质体融合而成的，有四个染色体组(异源四倍体)，“山融3号”是融合后的原生质体经植物组织培养得到的，其体细胞也含有四个染色体组(异源四倍体)，一个染色体组含21或35条染色体，B错误；“山融3号”有四个染色体组(异源四倍体)，与普通小麦(2N＝42)之间存在生殖隔离，为不同物种，C正确；土壤盐渍化只能对偃麦草耐盐性进行选择，偃麦草出现耐盐性的根本原因是变异，D错误。
2．(2023·广东肇庆期末)下列关于植物体细胞杂交技术的叙述，错误的是 ( )
A．蜗牛消化道提取液可降解植物细胞壁，推测其中含有纤维素酶和果胶酶
B．诱导原生质体融合的方法有PEG诱导法、灭活病毒诱导法等
C．融合原生质体再生出细胞壁后，经脱分化形成愈伤组织
D．生长素和细胞分裂素是启动脱分化和再分化的关键激素
【答案】B
【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理， 要分解植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶，即蜗牛消化道提取液中可能含有纤维素酶和果胶酶，A正确；诱导植物细胞融合的方法有物理法和化学法，灭活的病毒用于动物细胞融合，B错误；融合的原生质体需再生出细胞壁，才能进行脱分化形成愈伤组织，C正确；当生长素含量高于细胞分裂素时，有利于根的分化。当细胞分裂素含量高于生长素时，有利于芽的分化。当生长素含量与细胞分裂素相等时，促进愈伤组织的形成。所以这两种激素在植物组织培养中对启动脱分化和再分化来说是关键激素，D正确。
3．(2023·广东清远期末)下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法错误的是 ( )
A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁
C．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于六倍体
D．过程②中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
【答案】D
【解析】过程①是去壁，由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁，B正确；植物体细胞杂交技术中，新得到的个体染色体数目是两种细胞的染色体数目之和，已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于六倍体，C正确；过程②诱导原生质体融合的方法可以用聚乙二醇融合法，灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，D错误。
4．(2023·广东云浮期末)菊花组织培养的过程如图所示，下列叙述正确的是 ( )
A．①过程可以用高压蒸汽法对茎段进行消毒处理
B．②过程将外植体的1/4～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
C．④过程应当给予光照，促进叶绿素的合成以便于进行光合作用
D．整个过程中细胞发生了基因突变和基因重组
【答案】C
【解析】①过程可以用70%酒精和5%次氯酸钠对茎段进行消毒处理，高压蒸汽法会使菊花茎段烫伤，A错误；②过程将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，B错误；叶绿素的合成需要光，④过程应当给予光照，促进叶绿素的合成以便于进行光合作用，C正确；整个过程中细胞可能发生基因突变，但不会发生基因重组，基因重组发生在减数分裂过程中，D错误。
5．(2023·广东湛江期末)如图表示通过植物细胞工程相关技术，利用甲(2n)、乙(2n)两种植物(各含有一种不同的优良性状)培育高产耐盐植株的过程，其中序号代表过程或结构。下列说法正确的是 ( )
A．①过程常用胰蛋白酶作为化学诱导剂
B．②不是甲和乙融合的杂种细胞
C．由愈伤组织到④需经过脱分化和再分化的过程
D．可通过配制选择培养基对目的植株进行选择
【答案】B
【解析】在培育高产耐盐植株时，若使用化学方法诱导甲、乙原生质体融合，则①过程可选用聚乙二醇作为诱导剂，A错误；甲、乙原生质体经诱导融合后可能形成甲和甲融合、乙和乙融合及甲和乙融合的细胞，且②为尚未再生出细胞壁的原生质体，不是细胞，B正确；愈伤组织到④只需经过再分化的过程，C错误；对目的植株进行筛选应从植物性状水平筛选，而运用选择培养基培养属于细胞水平，故应当用高盐环境对目的植株进行筛选，D错误。(共72张PPT)
第2章 细胞工程
第3节 胚胎工程
二 胚胎工程技术及其应用
课标要点 学法指导
1．阐述哺乳动物体外受精技术的主要操作步骤
2．认同体外受精在家畜快速繁殖中的重要意义
3．举例说出胚胎移植和胚胎分割的过程
4．认同胚胎移植在胚胎工程的地位和作用，关注胚胎工程的应用价值 1．结合教材哺乳动物受精过程示意图，理解受精过程 (科学思维)
2．结合哺乳动物早期胚胎的发育过程图，理解胚胎发育过程及各时期的特点 (科学思维)
3．结合受精过程和胚胎发育过程，理解胚胎工程的建立及发展意义(社会责任)
知识导图
课前·新知导学
体外受精
1．试管动物技术
(1)概念：通过____________使卵子在________受精，经培养发育为____________后，再经移植产生后代的技术。
(2)所需操作：_____________、早期胚胎培养和胚胎移植。
人工操作
体外
早期胚胎
体外受精
2．体外受精
(1)主要步骤：________________、______________和________等几个主要步骤。
(2)卵母细胞的采集和培养：采集到的卵母细胞要进行______培养，一般培养到________时期。
(3)精子的采集和处理：采集的精子需要进行________处理，才能进行受精。
卵母细胞的采集
精子的获取
受精
成熟
MⅡ
获能
(4)受精：获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的__________中共同培养一段时间，促使它们完成________。
(5)意义：
①是提高动物___________的有效措施。
②可以为___________提供可用的胚胎。
培养液
受精
繁殖能力
胚胎移植
试管动物技术的生殖方式是什么呢？
_____________________________________。
【答案】有性生殖
可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞需要培养到什么时期？ ( )
A．MⅠ期 B．MⅡ期
C．桑葚胚期 D．囊胚期
【答案】B
【解析】 卵母细胞培养到MⅡ期时就可以受精了，因为MⅡ期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，而MⅠ期卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟，其细胞质不能支持胚胎的全程发育。
胚胎移植
1．胚胎移植的概念
将通过___________及___________得到的胚胎，移植到________、__________相同的雌性动物体内，使之继续发育为________的技术。其中提供胚胎的个体称为“______”，接受胚胎的个体称为“______”。
体外受精
其他方式
同种的
生理状态
新个体
供体
受体
2．胚胎移植的过程
供体、受体的____________，________________，胚胎的收集、_______、培养或保存，_____________，以及移植后的检查等步骤。
3．胚胎移植的意义
(1)充分发挥雌性优良个体的_____________。
(2)大大缩短了供体本身的_____________，增加供体一生繁殖后代的数量，从而推动了畜牧业的发展。
选择和处理
配种或人工授精
检查
胚胎移植
繁殖潜力
繁殖周期
胚胎移植中胚胎来源有哪些？生殖方式是什么？
__________________________________。
【答案】胚胎移植的胚胎的来源可以是体外受精及其他方式获得的胚胎(如核移植技术获得的胚胎)。胚胎移植的生殖方式的判断要根据胚胎的来源，若胚胎是体外受精获得的，则属于有性生殖；若胚胎不是体外受精获得的，没有经过精子和卵细胞的结合，则属于无性生殖
为加快优良种畜的繁殖速度，目前最好采用的方法是 ( )
A．动物细胞培养 B．胚胎移植
C．动物细胞融合 D．核移植
【答案】B
【解析】动物细胞培养技术的原理是细胞增殖，不能产生新个体，A错误；胚胎移植能加速育种工作和品种改良，这样可以加快优良种畜的繁殖速度，B正确；动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体，而且动物细胞融合技术不能形成新个体，C错误；核移植技术能加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育，但该技术的成功率低，D错误。
胚胎分割
1．胚胎分割的概念
采用________方法将____________分割成______等份、4等份或8等份等，经移植获得________双胎或多胎的技术。
2．特点
来自同一胚胎的后代都具有__________________。
机械
早期胚胎
2
同卵
相同的遗传物质
3．程序
(1)选择胚胎：选择__________、形态正常的__________或______胚，将其移入盛有操作液的培养皿中。
(2)分割胚胎：在显微镜下用__________或__________将胚胎切开，然后将其直接移植给受体，或经__________后，再移植给受体。
4．囊胚分割要求
将内细胞团________分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
发育良好
桑葚胚
囊
分割针
分割刀
体外培养
均等
胚胎分割技术的生殖方式是什么？
_____________________________________。
【答案】无性生殖
用机械方法对早期胚胎进行分割，其主要目的是 ( )
A．切掉不符合要求的胚胎 B．对胚胎进行定向改造
C．提高胚胎的利用率 D．改变早期胚胎的遗传特性
【答案】C
【解析】胚胎分割是指用机械方法将早期胚胎切割成多份，以获得多个胚胎，其目的是提高胚胎的利用率，A、B错误，C正确；经胚胎分割技术获得的多个胚胎的遗传物质相同，D错误。
课堂·重难探究
试管动物技术与体外受精
[知识归纳]
1．试管动物技术分析
(1)操作对象：配子和动物早期胚胎。
(2)应用技术：体外受精、早期胚胎发育、胚胎移植。
(3)生殖方式：有性生殖。
(4)意义：加快良种动物的繁殖速度。
(5)注意：试管动物技术并非指胚胎始终在试管中发育，而是胚胎发育的早期在培养皿和试管中，胚胎发育的绝大多数时间在母体中。
2．体外受精
体外受精包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能处理、受精等步骤，其过程如图所示：
(1)针对不同的动物，卵母细胞的采集和培养方法不同，但都需要将卵母细胞培养到MⅡ期。
(2)针对不同的动物，精子的采集方法也不同，精子的获能方法也不同。
(3)受精可以在获能液或专用的受精溶液中进行。
下图是哺乳动物体外受精过程示意图，请结合此图回答下列问题：
(1)进行卵母细胞采集时，为了采集到更多的卵母细胞，常常用促性腺激素进行处理，为什么不使用性激素呢？采集到的卵母细胞直接可以进行受精吗？
(2)精子获能处理前的离心处理原因是什么？
(3)精子的采集和获能处理有什么不同？请尝试进行解释。
提示：(1)性激素是由性腺产生的，长期使用外源性激素会导致性腺萎缩。促性腺激素由垂体产生并释放，作用于性腺，可以促进排卵，并且不会使性腺萎缩。采集到的卵母细胞必须培养到MⅡ期才能进行受精。
(2)精液由精子和精清两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此在一般情况下，精液中的精子无法获能。精子获能处理前进行离心处理，目的是除去精清以利于精子获能。
(3)①精子的采集和获能是两个不同的过程。采集是人为地使动物精子从体内射出而收集，获能是将收集后的精子进行人工处理，使其获得受精能力。②收集和获能都需要一定的人工方法。收集的方法可以是机械的，但获能必须在人工配制的获能液或化学药物中进行。
[对点精练]
1．(2023·广东佛山期末)体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施。下面有关体外受精的说法，错误的是 ( )
A．精子在体外获能液中的获能是体外受精的前提
B．通过屠宰场收集卵巢或超数排卵都可以获得卵母细胞
C．受精前的卵母细胞需要在体外培养液中成熟至MⅡ期
D．精子释放多种酶溶解卵细胞膜外结构是防止多精入卵的机制
【答案】D
【解析】精子获能之后才具备受精的能力，所以精子在体外获能液中的获能是体外受精的前提，A正确；通过屠宰场收集卵巢或超数排卵都可以获得卵母细胞，B正确；卵子必须处于减数分裂Ⅱ中期才能进行受精，所以受精前的卵母细胞需要在体外培养成熟，C正确；防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应，D错误。
2．(2023·广东江门期末)为进一步优化生育政策，我国现实施一对夫妻可以生育三个子女的政策。目前，我国每年试管婴儿数量逾20万例次。下图为试管婴儿的培育过程示意图。据图分析正确的是 ( )
A．“试管婴儿”和“克隆动物”的原理和操作步骤是一样的
B．“试管婴儿”的卵裂全在体内进行，但受精在体外进行
C．进行体外受精过程时，精子需要获能才能与卵子结合
D．胚胎体外培养时囊胚的三个胚层逐渐分化为各种器官原基
【答案】C
【解析】“试管婴儿”属于有性生殖，“克隆动物”属于无性繁殖，原理不一样，A错误；“试管婴儿”的卵裂在体外进行的，B错误；进行体外受精过程时，精子需要获能才能与卵子结合，C正确；三个胚层在原肠胚时期出现，D错误。
【方法技巧】自然受精、人工授精和体外受精的异同
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不
同
点 过程 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中
相同点 ①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；②都是有性生殖
[知识归纳]
1．胚胎移植概念分析
(1)对象：通过体外受精及其他方式得到的胚胎。
(2)条件：移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内。
(3)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体。
(4)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体。
(5)实质：生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
(6)地位：胚胎工程其他技术的最终技术环节。
胚胎移植
2．胚胎移植的过程分析
(1)过程：
(2)胚胎移植中的四个注意点：
两次激
素使用 ①用雌激素(或孕激素)对受、供体进行同期发情处理；②用促性腺激素处理使供体超数排卵
两次检查 ①对收集的胚胎进行检查；②对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时间不同 ①牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；②小鼠、家兔培养到桑葚胚前；③几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植
繁殖
方式 ①胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；②胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
3．胚胎移植的生理学基础
项目 内容
胚胎移植的基础 哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，在一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的
胚胎收集的基础 哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态
移入胚胎存活的基础 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
保留遗传特性的基础 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响
[对点精练]
1．(2023·广东湛江期末)江西省桃红岭国家级自然保护区是某种梅花鹿及其栖息地的保护基地。梅花鹿季节性发情，属于单胎动物。科研人员通过胚胎工程技术对优良品种进行扩大繁殖。下列相关叙述正确的是 ( )
A．采集梅花鹿的卵母细胞和精子可直接用于体外受精
B．胚胎移植时，供体梅花母鹿和受体梅花母鹿要进行同期发情处理
C．胚胎移植前要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应
D．经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体梅花母鹿相同
【答案】B
【解析】体外受精时精子需要获能才能具有受精能力，A错误；胚胎移植时，供体梅花母鹿和受体梅花母鹿要进行同期发情处理，确保供、受体母体处于相同的生理环境，B正确；受体不会对移植的胚胎产生免疫排斥反应，故而进行胚胎移植前，不需要对供体和受体进行免疫检查，C错误；经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与供体保持一致，D错误。
2．(2023·广东佛山联考)下图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是 ( )
A．③代表胚胎分割，需均等分割囊胚的滋养层，以免影响胚胎发育
B．①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
C．②代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段
D．⑤代表胚胎移植，成功率的高低只取决于供、受体生理状况是否一致
【答案】C
【解析】③代表胚胎分割，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，A错误；①代表体外受精，体外受精和体内受精前精子均需要获能，B错误；②代表早期胚胎培养，不同的动物胚胎移植的时间不同，例如，牛、羊一般要培养到16细胞阶段(桑葚胚) 或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家免等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎即试管胚胎，可在4细胞阶段移植，故培育优质奶牛可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚，C正确；⑤代表胚胎移植，胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关，要对供体、受体进行同期发情处理，使供体和受体的生理状态相同，D错误。
[知识归纳]
胚胎分割
1．胚胎分割的概念分析
(1)分割方法：机械方法。
(2)分割对象：早期胚胎。
(3)分割要求：均等分割(切割成2等份、4等份或8等份等)。
(4)分割结果：获得同卵双胎或同卵多胎。
2．特点
来自同一胚胎的后代都具有相同的遗传物质，属于无性生殖。
3．仪器设备
体视显微镜和显微操作仪。
4．程序
(1)选择胚胎：选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将其移入盛有操作液的培养皿中。
(2)分割胚胎：在显微镜下用分割针或分割刀将胚胎分割开，然后将其直接移植给受体，或经体外培养后，再移植给受体。注意分割囊胚的胚胎时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
下图是牛胚胎性别鉴定和示意图，请结合下图思考讨论以下几个问题：
(1)为什么选择桑葚胚或囊胚进行胚胎分割？
(2)对囊胚阶段的胚胎分割时，为什么将内细胞团均等分割？
(3)做性别鉴定时，为什么取滋养层细胞？
(4)胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？
提示：(1)①桑葚胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞。②桑葚胚进一步发育，逐渐形成囊胚，囊胚阶段的细胞全能性仍然很高，可用于胚胎分割。③原肠胚阶段是早期胚胎发育过程中分化程度最高的阶段，已分化形成外、中、内三个胚层，不能用于胚胎分割。
(2)若分割时未将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
(3)取滋养层细胞不影响胚胎分割和发育。
(4)分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
[对点精练]
1．下列有关胚胎分割的说法，不正确的是 ( )
A．一般选用发育良好的桑葚胚或囊胚
B．对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同
C．胚胎分割可以看作动物无性生殖或克隆的方法之一
D．分割囊胚时，可对内细胞团随机进行分割
【答案】D
【解析】 胚胎分割时，一般选用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，分割桑葚胚和囊胚的具体操作不完全相同，A、B正确；胚胎分割可以看作动物无性生殖或克隆的方法之一，C正确；分割囊胚时，一定要将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的恢复和发育，D错误。
2．(2023·广东东莞期末)胚胎工程技术包含的内容很丰富，部分内容如图所示。有关叙述正确的是 ( )
A．需对良种公牛和良种母牛进行同期发情处理
B．早期囊胚由三个胚层组成，所有细胞尚未分化
C．a、b、c的基因型不同，但a与d、b与e的基因型相同
D．胚胎分割和移植的优势是可以充分发挥良种公牛的繁殖潜力
【答案】C
【解析】采集生殖细胞前对良种母牛进行超数排卵处理，胚胎移植前对良种母牛和受体母牛进行同期发情处理，A错误；原肠胚的细胞分化形成内、中、外三个胚层，细胞已经分化，B错误；a、b、c是不同的受精卵发育而来的，基因型不同，但是a与d、b与e是分别由相同的胚胎分割而来的，因此基因型相同，C正确；胚胎分割和移植的优势是可以充分发挥雌性个体的繁殖潜力，D错误。
【规律总结】胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的比较
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
不同点 胚胎的
来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎
遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞的细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞
相同点 都属于无性生殖或克隆，最终技术是胚胎移植
课堂·延伸提分
易错易混：人工授精和体外受精
比较项目 人工授精 体外受精
概念 人工授精技术是指用相应的器械采集公畜的精液，再将其注入正在发情的母畜的生殖道中，使母畜受孕的过程 体外受精是指哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术
场所 母畜的生殖道内 体外
比较项目 人工授精 体外受精
过程 人工采精→检查与储存精液→人工授精(用人工的方法将精液注入正在发情的母畜生殖道中)
胚胎
发育
场所 受精卵的形成和胚胎发育场所在母畜体内 受精卵的形成和早期胚胎发育在体外，胚胎移植后的胚胎发育在母畜体内
例1 下列哪项不是人工授精和体外受精的区别？ ( )
A．人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性
B．体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C．人工授精和体外受精的本质不同
D．人工授精的精卵结合发生在母畜体内，而体外受精的这一过程发生在母畜体外
【答案】C
【解析】人工授精是用人工的方法，将公畜的精液注入母畜生殖道内，使精子和卵子结合，因此它能更有效地发挥公畜的优良特性，A正确；体外受精是将人工获取的精子和卵子在体外完成受精，能够更有效地发挥母畜的繁殖潜能，B正确；这两者的本质都是两性生殖细胞的结合，只不过前者是在体内完成的，后者是在体外完成的，C错误、D正确。
错因分析：本题涉及人工授精和体外受精的区分，做错的原因有：一是没有理解两者的具体过程；二是对两者的意义区分不清；三是对两者操作场所和本质不能很好地把握。
解题技巧：流程图题解题方法
例2 下图表示某胚胎工程的流程图。据图分析，下列叙述不正确的是 ( )
A．若该工程表示的是转基因技术，则①是含有基因表达载体的受精卵
B．若该工程表示的是核移植技术，则①的形成需要卵母细胞的参与
C．若该工程表示的是胚胎分割技术，则①可以是桑葚胚
D．②需对受体注射促性腺激素，以达到超数排卵和同期发情的目的
①→早期胚胎培养→早期胚胎→②→新个体
【答案】D
【解析】若该工程表示的是转基因技术，则新个体为转基因动物，①是含有基因表达载体的受精卵，A正确；若该工程表示的是核移植技术，则新个体为克隆动物，①是将细胞核注入处于MⅡ期的卵母细胞中(即细胞核移植后)得到的重组细胞，B正确；若该工程表示的是胚胎分割技术，则①可以是处于桑葚胚或囊胚时期的胚胎，C正确；②表示胚胎移植技术，在胚胎移植时，需对受体注射雌激素，以使受体处于同期发情状态，便于移植后胚胎的成活，D错误。
审题流程：
第一步 阅读题干，获得考查信息
题干“下图表示胚胎工程流程图”，考查胚胎工程操作流程。
第二步 观察流程图，对接教材
根据流程图，弄清考查知识点，对接教材考查要点。胚胎工程的流程：①→早期胚胎培养→早期胚胎→②→新个体；①的来源途径多样，若①来源于转基因技术，则其是含有目的基因的受精卵；若①来源于核移植技术，则其是一个重组细胞；
若①来源于胚胎分割技术，则其可以是桑葚胚，也可以是囊胚。②表示胚胎移植，进行胚胎移植时需要对受体注射雌激素，以使受体处于同期发情状态，便于胚胎的成活。本题考查了基因工程、细胞核移植技术、胚胎分割技术和胚胎移植技术，是多个技术的综合考查，对接教材的多处知识点。
第三步 逐项突破，正确解答
逐个选项分析，结合教材知识判断正误。若该工程表示的是转基因技术，则新个体为转基因动物，①是含有基因表达载体的受精卵，A正确；若该工程表示的是核移植技术，则新个体为克隆动物，①是将细胞核注入处于MⅡ期的卵母细胞中(即细胞核移植后)得到的重组细胞，B正确；若该工程表示的是胚胎分割技术，则①可以是处于桑葚胚或囊胚时期的胚胎，C正确；②表示胚胎移植技术，在胚胎移植时，需对受体注射雌激素，以使受体处于同期发情状态，便于移植后胚胎的成活，D错误。
小练·素养达成
1．(2023·广东清远期末)下列关于体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术的叙述，错误的是 ( )
A．卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受精的能力
B．卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障
C．对囊胚的内细胞团进行分割时不必均等分割
D．囊胚期细胞分化的实质是基因的选择性表达
【答案】C
【解析】卵子发育到MⅡ期时才具备受精的能力，且受精过程发生在输卵管内，A正确；卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障，透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，B正确；对囊胚的内细胞团进行分割时必须均等分割，否则会影响胚胎的发育和功能，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，囊胚期的细胞分化也不例外，D正确。
2．(2023·广东珠海期末)中国科学院动物研究所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔卵母细胞中，在世界上克隆出第一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关叙述中错误的是 ( )
A．卵母细胞去核的实质是去除卵母细胞中的纺锤体和染色体复合物
B．重构的大熊猫早期胚胎，说明细胞核在生物的遗传中起控制作用
C．重构的大熊猫早期胚胎用到了动物细胞培养和动物胚胎培养等技术
D．利用动物胚胎分割技术得到的个体基因型相同，表型也完全相同
【答案】D
【解析】将卵母细胞培养到减数第二次分裂中期后进行去核操作，此时细胞核退化，出现的是纺锤体和染色体复合物，去核实质上是去除卵母细胞的纺锤体和染色体复合物，A正确；重构的大熊猫早期胚胎，说明细胞核在生物的遗传中起控制作用，B正确；重构的大熊猫早期胚胎用到了动物细胞培养和动物早期胚胎培养等技术，C正确；利用动物胚胎分割技术得到的个体基因型相同，但表型受环境的影响，不一定完全相同，D错误。
3．(2023·广东广州期中)我国大陆首例由试管婴儿分娩的“试管婴儿二代宝宝”在北京大学第三医院诞生，他的母亲是我国大陆首例试管婴儿。试管婴儿技术的不断进步，为许多不孕不育患者实现了做父母的心愿。下列相关叙述错误的是 ( )
A．试管婴儿技术所获得的胚胎必须通过胚胎移植给受体才能获得后代
B．胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
C．精子接触透明带时，卵细胞膜会发生反应，阻止多精子入卵细胞
D．采集的卵母细胞和精子都要进行相应的处理才能完成体外受精过程
【答案】C
【解析】核移植、转基因或体外受精等技术获得的胚胎均需通过胚胎移植给受体才能获得后代，A正确；胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，B正确；在精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，这个反应称作透明带反应，C错误；体外受精之前，要对精子进行获能处理，采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，D正确。
4．(2023·广东佛山期中)我国科研人员利用胚胎工程技术按如图所示流程成功培育出了“试管牛”。下列有关说法错误的是 ( )
A．过程①为从供体母牛输卵管内获得卵母细胞
B．过程②中透明带和卵细胞膜先后发生生理反应阻止多精入卵
C．在进行过程③前需要给代孕母牛注射免疫抑制剂
D．在进行过程③前需要对代孕母牛进行同期发情处理
【答案】C
【解析】过程①为从供体母牛输卵管内获得卵母细胞，A正确；过程②为受精作用，其中透明带和卵细胞膜先后发生生理反应阻止多精入卵，B正确；代孕母牛的子宫对移植的胚胎无排斥反应，因此在进行过程③前不需要给代孕母牛注射免疫抑制剂，C错误；在进行过程③前需要对代孕母牛进行同期发情处理，以使其达到适合胚胎发育的状态，D正确。
5．印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如下图所示。下列相关叙述不正确的是 ( )
A．印度沙漠猫的早期胚胎发育经历了由桑葚胚→原肠胚→囊胚阶段
B．为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性印度沙漠猫进行处理
C．步骤甲中精子和卵细胞在特定的受精溶液中完成受精作用
D．诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
【答案】A
【解析】印度沙漠猫的早期胚胎发育的过程是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚，A错误；为了获得更多的卵母细胞，需用促性腺激素对雌性印度沙漠猫进行处理，B正确；步骤甲为受精作用，精子和卵细胞需要在特定的受精溶液中完成受精作用，C正确；诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素，只能作用于性腺，D正确。(共65张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
课标要点 学法指导
1．阐述动物细胞融合的原理、方法、过程，并与植物体细胞杂交进行比较
2．举例说出单克隆抗体的原理、过程及应用 1．列表比较动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同 (科学思维)
2．结合科学家设计的单克隆抗体制备的实验方案，理解单克隆抗体的含义、特点、制备过程和应用 (生命观念、科学思维、科学探究)
知识导图
课前·新知导学
动物细胞融合技术
1．概念
使________或________动物细胞结合形成___________的技术。
2．原理
_________________。
3．诱导方法
常用方法有____________、____________和_________________ 等。
两个
多个
一个细胞
细胞膜的流动性
PEG融合法
电融合法
灭活病毒诱导法
4．过程
5．结果
形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的____________。通过动物细胞的培养，杂交细胞表现出两个亲本的特点。
杂交
杂交细胞
6．意义及应用
(1)克服了____________的不亲和性。
(2)成为研究__________、___________、肿瘤和________________等的重要手段。
(3)利用__________________发展起来的_____________制造单克隆抗体。
远缘杂交
细胞遗传
细胞免疫
培育生物新品种
动物细胞融合技术
杂交瘤技术
融合后的细胞能够直接用于培养吗，为什么？
_____________________________________。
【答案】不能，还需要进一步筛选。因为诱导融合后形成的融合细胞有多种，需要筛选出所需要的杂交细胞
与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导方法分别是 ( )
A．细胞膜的流动性、离心
B．细胞膜的流动性、灭活病毒诱导法
C．细胞的全能性、电融合法
D．细胞的全能性、灭活病毒诱导法
【答案】B
【解析】 植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，动物细胞融合常用的诱导方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等，其中灭活病毒诱导法是其特有的诱导方法，B正确，A、C、D错误。
单克隆抗体及其应用
1．传统方法获得抗体
(1)方法：
①向动物体内反复注射某种________，使动物产生________。
②从动物________中分离所需抗体。
(2)特点：________、________、__________、反应不够灵敏。
抗原
抗体
血清
产量低
纯度低
特异性差
2．单克隆抗体的制备
(1)基本原理：
①一种B淋巴细胞(浆细胞)只产生______种特异性抗体，在体外______无限增殖。
②小鼠骨髓瘤细胞能在体外________增殖。
③细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持____________的特性。
④筛选杂交瘤细胞，在体外培养并大量增殖可获得____________。
一
不能
大量
两个亲本
单克隆抗体
(2)过程：
【答案】B淋巴细胞 杂交瘤 抗体 单克隆抗体
(3)单克隆抗体的优点：__________、___________、可大量制备。
(4)应用：
①作为诊断试剂：能准确识别________的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
②用于治疗疾病和运载________。
特异性强
灵敏度高
抗原
药物
制备单克隆抗体时，为什么要对实验动物进行免疫？
_____________________________________。
【答案】动物经过免疫后形成B淋巴细胞(浆细胞)才能产生相应的抗体
用a表示骨髓瘤细胞，b表示浆细胞，则细胞融合过程中前两次筛选的目的分别为 ( )
A．a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培养
B．a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培养
C．a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab培养
D．a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa培养
【答案】C
【解析】第一次筛选是选出杂交瘤细胞(即ab)，第二次筛选是选出产生特异性抗体的ab细胞，C正确。
课堂·重难探究
动物细胞融合
[知识归纳]
1．原理
细胞膜的流动性。
2．诱导方法
PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。
3．过程
细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合。
4．融合成功的标志
细胞核融合。
5．结果
形成杂交细胞。
6．意义
突破了有性杂交的局限。
7．应用
主要用于单克隆抗体的制备。
如图为动物细胞融合的过程，请结合图示过程探究下列问题：
(1)为什么灭活的病毒可以诱导动物细胞融合？未灭活的病毒可以吗？
(2)结合植物体细胞杂交技术分析，动物细胞融合技术能培养形成杂种动物个体吗？
提示：(1)病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合；不能用未灭活的病毒做诱导剂，因为未灭活的病毒会感染细胞。(2)不能。融合后的杂交细胞经过培养只能通过细胞分裂形成细胞群，不能形成杂种动物个体。
[对点精练]
1．(2023·广东云浮期末)下列关于动物细胞融合技术及其意义的叙述，错误的是 ( )
A．融合后的动物细胞具有原来两个或多个动物细胞的细胞核
B．灭活病毒可以诱导动物细胞融合与病毒表面的糖蛋白有关
C．动物细胞融合后的杂交细胞在体外培养时可加入CO2以维持培养液pH的稳定
D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，动、植物细胞也可以融合
【答案】A
【解析】融合后的动物细胞具有单核，A错误；灭活病毒可以促进细胞融合，首先需要识别细胞，与病毒表面的糖蛋白有关，B正确；动物细胞培养常用5%CO2，以维持培养液中的pH稳定，C正确；细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，动、植物细胞也可以融合，D正确。
2．(2023·广东佛山期中)细胞融合技术应用广泛，如图为细胞融合过程，下列叙述错误的是 ( )
A．借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置
B．诱导细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等
C．“番茄—马铃薯”植株的培育成功说明了他们之间不存在生殖隔离
D．基因型为AaBB与aaBb植株的花粉去壁后两两融合得到6种基因型细胞
【答案】C
【解析】根据抗原抗体特异性结合，借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置，A正确；植物细胞融合的诱导手段主要有离心、电刺激、聚乙二醇(PEG)等试剂诱导，动物细胞还可借助灭活的病毒诱导，B正确；“番茄－马铃薯”的培育是利用植物体细胞杂交技术，克服了由于生殖隔离而导致的远缘杂交不亲和障碍，C错误；基因型为AaBB与aaBb植株的花粉基因型分别是：AB、aB和aB、ab，去壁后两两融合得到AABB、AaBB、aaBB、AaBb、aabb、aaBb等6种基因型细胞，D正确。
【技巧归纳】植物体细胞杂交与动物细胞融合的异同
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融合原理 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性
细胞融合前的处理 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 用胰蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合
诱导融合的方法 电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2+－高pH融合法 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法
项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
结果 杂种植株 杂交细胞
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离
相同点 原生质体融合的原理相同；原生质体融合的方法相似
[知识归纳]
1．需要的技术手段
动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。
2．原理
细胞膜的流动性和细胞增殖。
单克隆抗体的制备
3．制备过程
(1)免疫处理时：提供B淋巴细胞的动物必须预先经过免疫处理。
(2)诱导融合的方法：动物细胞融合特有的诱导方法为灭活病毒诱导法，其他物理、化学诱导融合的方法与植物体细胞杂交过程中诱导原生质体融合的方法基本相同。
(3)杂交细胞：诱导融合后，形成的杂交细胞有多种，若仅考虑两两融合的情况，形成的杂交细胞有三种，AA型、BB型、AB型。只有AB型是我们需要的杂交细胞，需要用选择培养基进行筛选。
(4)杂交瘤细胞：既能大量增殖，又能产生某种特异性抗体。
(5)两次筛选：第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(6)获取单克隆抗体的场所：可以从培养液中提取；可以从小鼠的腹水中提取。
[对点精练]
1．下图是单克隆抗体制备流程的示意图。下列有关叙述正确的是 ( )
A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的T淋巴细胞
B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成
C．③同时具有脾脏细胞和小鼠骨髓瘤细胞的特性
D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
【答案】D
【解析】只有浆细胞能产生抗体，所以①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞，故A错误；②中使用胰蛋白酶的目的是将组织细胞分散开来，故B错误；③是浆细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性，故C错误；④是第二次筛选，目的是筛选培养获得能分泌特异性抗体的细胞群，故D正确。
2．将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如图所示。下列有关叙述错误的是 ( )
A．①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
B．经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体
C．②过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞
D．抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
【答案】B
【解析】①过程表示脾细胞与骨髓瘤细胞融合，与植物原生质体融合的原理相同，都是细胞膜的流动性，A正确；经①形成的杂合细胞可能有三种，要经过筛选得到杂交瘤细胞，去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞，B错误；②过程需要筛选出能够产生特异性抗体并能无限增殖的杂交瘤细胞，然后才能进行克隆化培养，C正确；将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，疗效高，副作用小，D正确。
课堂·延伸提分
易错易混：单克隆抗体制备中两次筛选的目的
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选
原因 诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞等 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选
方法 用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 用多孔细胞培养板培养，在每个孔中只有一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到足够数量的能产生所需抗体的细胞
筛选结果 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
例1 “筛选”是生物工程中常用的技术手段，下列关于筛选的叙述错误的是 ( )
A．在诱变育种中需通过筛选才能得到数量较少的有利变异
B．植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后获得的细胞需进行筛选
C．单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D．动物细胞融合过程中，用一定的方法诱导融合后，需要进行筛选
【答案】C
【解析】诱变育种的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性和多害少利性，因此在诱变育种中需要通过筛选才能得到数量较少的有利变异，A正确；植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合后，可获得多种融合细胞，因此需要对获得的细胞进行筛选，B正确；单克隆抗体制备过程中，第一次筛选出的是杂交瘤细胞，第二次筛选出的是既能迅速大量增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，C错误；动物细胞融合过程中，由于细胞融合具有随机性，会得到AA型细胞、BB型细胞、AB型细胞，需要进行筛选，从而筛选出杂交瘤细胞，D正确。
错因分析：一是没有理解诱变育种的特点；二是对植物体细胞杂交和单克隆单体的过程掌握不清；三是对细胞融合过程掌握不清。
解题技巧：信息题和实验分析题的综合运用
例2 神经纤毛蛋白－1(NRP－1)是血管内皮生长因子的新型受体，通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。本研究将为NRP－1单克隆抗体靶向治疗乳腺癌提供数据基础。
(1)取乳腺癌(MCF7)组织块，运用______技术获得大量MCF7细胞用于后续实验。用重组的人_________蛋白对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，制备杂交瘤细胞，将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，吸取培养孔中的_________(填“上清液”或“沉淀细胞”)，进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培养，获得NRP－1单克隆抗体(NRP－1 MAb)。
(2)将MCF7细胞制成单细胞悬液，等量注入4组裸鼠右前腋下，接种后3天开始给药，共给药7次。每隔5天测算一次肿瘤的肿瘤体积，如下图所示。
对照组注射___________，从上图中可以看出________________。
(3)注射不同剂量NRP－1 MAb 33天后，剥离肿瘤组织称重，实验结果如下图：
该结果表明_____________________________________。
(4)基于以上研究，科学家们对该抗体的用药方式有两种观点：谨慎用药和适宜浓度用药。你支持哪个观点？请说出理由。______________ _______________________。
【答案】(1)动物细胞培养 神经纤毛蛋白－1(NRP－1) 上清液 (2)等量的生理盐水 NRP－1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积，中、高浓度抗体的降低效果比低浓度的效果更显著 (3)NRP－1 MAb 可以明显降低肿瘤组织的重量，中、高浓度抗体的降低效果没有低浓度的好，但这种差异并不显著
(4)支持谨慎用药，理由：随着治疗时间的延长，中高剂量和低剂量的 NRP－1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上出现的不一致性可能会加大，应进行后续研究，现阶段谨慎用药(或支持适宜浓度用药。理由：该抗体已经显示了显著的抑瘤效果，中高剂量和低剂量的 NRP－1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上虽然出现了不一致性，但这种不一致性很小，可以考虑适宜浓度用药)
审题流程：
第一步 解读题干，提取有用信息
由题干“神经纤毛蛋白－1(NRP－1)是血管内皮生长因子的新型受体，通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。本研究将为NRP－1单克隆抗体靶向治疗乳腺癌提供数据基础。”可以提取信息：①神经纤毛蛋白－1(NRP－1)是血管内皮生长因子的受体；②(NRP－1)可以通过多种信号转导来促进肿瘤血管的生成；③制备NRP－1单克隆抗体可以抑制肿瘤血管的生成；④用单克隆抗体进行药物效果的检测。
第二步 对接教材和实验分析方法，迁移应用
单克隆抗体的制备与教材中《动物细胞融合技术与单克隆抗体》一节相对接。
第三步 结合小题，逐个突破
逐个小题分析，结合教材知识正确解答。
(1)取乳腺癌(MCF7)组织块，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行分散处理后，运用动物细胞培养技术获得大量MCF7细胞。要制备NRP－1单克隆抗体，需要用重组的人NRP－1蛋白对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，产生相应的浆细胞，与该浆细胞与骨髓瘤细胞进行融合处理，制备杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，可以从培养液即上清液中提取到单克隆抗体，可以用抗原－抗体杂交技术进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培养，获得NRP－1单克隆抗体(NRP－1 MAb)。
(2)实验的自变量是给药的剂量和时间，因变量是肿瘤的体积，对照组应该注射等量的生理盐水，根据实验结果可知，NRP－1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积，中、高浓度抗体的降低效果比低浓度的效果更显著。
(3)注射不同剂量NRP－1 MAb 33天后，剥离肿瘤组织称重，根据实验数据可知，NRP－1 MAb可以明显降低肿瘤组织的重量，中、高浓度抗体的降低效果稍微没有低浓度的好，但这种差异并不显著。
(4)支持谨慎用药。理由：随着治疗时间的延长，中高剂量和低剂量的 NRP－1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上出现的不一致性可能会加大，应进行后续研究，现阶段谨慎用药。或支持适宜浓度用药。理由：该抗体已经显示了显著的抑瘤效果，中高剂量和低剂量的 NRP－1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上虽然出现了不一致性，但这种不一致性很小，可以考虑适宜浓度用药。
小练·素养达成
1．(2023·广东揭阳期中)下列关于动物细胞融合的说法，不正确的是 ( )
A．常用于诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法、电融合法、紫外线照射法等
B．动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的细胞称为杂交细胞
C．动物细胞融合就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程
D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
【答案】A
【解析】诱导动物细胞融合的方法有电融合法、聚乙二醇(PEG)融合法、灭活病毒诱导法，不能用紫外线照射法，A错误；动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞，B正确；动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，一般为两个细胞的融合，C正确；细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，克服远缘杂交不亲和的障碍，使远缘杂交成为可能，D正确。
2．(2023·广东名校阶段练习)下列有关制备抗A抗原单克隆抗体过程的叙述，错误的是 ( )
A．用A抗原免疫机体后提取的B淋巴细胞有多种，但A抗原诱导产生的B淋巴细胞占比增大
B．灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面某些物质能与细胞膜上的糖蛋白发生作用
C．通过特定的选择培养基即可将能产生抗A抗原抗体的杂交瘤细胞筛选出来
D．单克隆抗体既可以作为药物的载体，也可以作为药物用于治疗疾病
【答案】C
【解析】由于一种抗原只可以诱导一种B淋巴细胞增殖、分化，所以在用A抗原免疫后提取的多种B淋巴细胞中，A抗原诱导产生的B淋巴细胞占比增大，A正确；灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面某些物质能与细胞膜上的糖蛋白发生作用，有利于不同细胞的融合，B正确；通过特定的选择培养基可将杂交瘤细胞筛选出来，再通过抗原—抗体杂交原理，可将能产生抗A抗原抗体的杂交瘤细胞筛选出来，C错误；单克隆抗体既可以作为药物的运载体，也可以根据抗体和抗原发生特异性结合的原理，作为药物用于治疗疾病，D正确。
3．(2023·广东广州联考)如图为单克隆抗体的制备流程示意图。下列叙述正确的是 ( )
A．甲是从已免疫的小鼠脾脏细胞中获得的能产生特定抗体的B淋巴细胞，该细胞分泌的抗体参与机体的细胞免疫
B．①表示将骨髓瘤细胞去核后进行细胞融合
C．乙为融合细胞，同时具有细胞甲和骨髓瘤细胞的特性
D．②表示筛选能产生所需特定抗体的细胞
【答案】D
【解析】图中甲是从已免疫的小鼠脾脏细胞中获得的B淋巴细胞，该细胞分泌的抗体参加机体的体液免疫，A错误；①是完整骨髓瘤细胞与免疫的B淋巴细胞融合的过程，B错误；乙为融合细胞，融合细胞不一定同时具有细胞甲和骨髓瘤细胞的特性，比如同种融合细胞：瘤－瘤细胞或B－B细胞，C错误；②表示利用抗原—抗体杂交法筛选能产生所需特定抗体的杂交瘤细胞，D正确。
4．(2023·广州汕头期末)安全、有效的疫苗和实现功能性治愈是艾滋病治疗尚待攻克的两大难题。广谱抗HIV单克隆抗体(bNAbs)可攻击HIV表面蛋白质来阻止HIV感染宿主细胞，人们从HIV感染治愈者体内采取相应免疫细胞，使之与骨髓瘤细胞融合得到细胞M，生产bNAbs过程如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A．图中HIV治愈者的免疫细胞是指B细胞
B．过程①可用胰蛋白酶处理诱导细胞融合
C．M既能大量增殖又能产生特定的抗体
D．可将M细胞注射到小鼠腹腔内进行增殖
【答案】B
【解析】单克隆抗体制备过程中需要将B细胞与骨髓瘤细胞结合，因此图中HIV治愈者的免疫细胞是指B细胞，A正确；由于该细胞(浆细胞)没有增殖能力，所以需要与能无限增殖的骨髓瘤细胞融合，动物细胞融合常用到灭活的病毒进行诱导，胰蛋白酶不能诱导细胞融合， B错误；M是杂交瘤细胞，既能大量增殖又能产生特定的抗体，C正确；可将M细胞注射到小鼠腹腔内进行增殖，也可以体外培养，D正确。
5．(2023·广东云浮期末)类风湿性关节炎是一种病因未明的以炎性滑膜炎为主的慢性系统性疾病。经研究发现，该病与TNF－α(肿瘤坏死因子－α)密切相关，有效治疗类风湿性关节炎可以使用注射抗TNF－α单克隆抗体的办法，该单克隆抗体制备的过程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A．注射抗原A的主要目的是刺激小鼠产生特定抗体的B淋巴细胞
B．经特定的选择培养基筛选出的细胞均为异种核融合的细胞
C．可将细胞毒素与单克隆抗体结合实现对肿瘤细胞的特异性杀伤
D．该过程最终得到的杂交瘤细胞产生的抗体能与多种抗原结合
【答案】D
【解析】类风湿性关节是与TNFα(即肿瘤坏死因子α)密切相关，以TNFα为抗原，注入小鼠体内，诱导小鼠产生能够分泌抗TNFα抗体的B淋巴细胞，A正确；经特定的选择培养基筛选出的细胞均为异种核融合的细胞，即杂交瘤细胞，同种核融合的细胞无法在特定选择培养基上长时间存活而死亡，B正确；单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点，可将细胞毒素与单克隆抗体结合制成“生物导弹”实现对肿瘤细胞的特异性杀伤，C正确；该过程最终得到的杂交瘤细胞产生的抗体具有专一性，只能与一种抗原结合，体现抗原－抗体特异性结合，D错误。
